Да, да. Вы верно прочитали заголовок статьи. Одна из самых привычных вещей в нашей жизни, с которой мы имеем дело каждый день, является природа стекла.
Лауреат Нобелевской премии по физике 1977 года, один из величайших физиков второй половины XX века, однажды сказал:
«Самая глубокая и интересная из неразрешённых проблем в теории твёрдого состояния кроется в природе стекла».
Так в чём же неразрешённость этой проблемы? Какова природа перехода между жидкой и твёрдой (стекловидной фазами), какие физические процессы приводят к основным свойствам стекла - учёные до сих пор не могут ответить на этот вопрос. Несмотря на то, что само стекло известно нам уже тысячи лет.
Изобретение стекла - это не привилегия человека. Его изначально дала нам природа. Природные стёкла образовывались из лавы, во время извержения вулканов. И лишь позднее уже сами люди пытались изготовить его.
Со школьной скамьи нам известно, что стекло - это жидкость. Но проблема заключается в том, что процесс формирования стекла не удаётся объяснить с помощью ни одного из нынешних инструментов физики твёрдого тела, многочастичной теории или теории жидкостей.
Жидкое расплавленное стекло при охлаждении постепенно становится всё более вязким, пока в конце концов не затвердеет. А при формировании кристаллических твёрдых тел из жидкого вещества (например воды), происходит одномоментное образование устойчивых структур. Стекло ведёт себя так, что его пока невозможно описать равновесной статистической механикой.
И ещё одна, парадоксальная вещь. Над которой в своё время размышляли и Аристотель и Фрэнсис Бэкон. Горячая вода замерзает быстрее, чем холодная, что противоречит первому началу термодинамики.
Но мне мой знакомый по секрету рассказал причину этой неразберихи:
"Дело в том, что просто утеряны чертежи холодильника, которым пользовался Аристотель. Подозреваю, как он горевал от такого казуса. Выйдет, бывало на площадь перед Некрополем, и давай блажить, мол, греки и прочие македонцы, как же можно было потерять чертежи такого полезного девайса? Весьма удручён таким отношениям к бытовой технике! Ещё один такой курбет, и я уйду жить к Диогену, в бочку!"
А теперь сЮрьОзно. Что же это за феномен такой и имеет ли место быть.
Внутренняя энергия является функцией состояния системы, то есть если система возвращается в исходное состояние, то её внутренняя энергия принимает прежнее значение. Количество теплоты и работа не являются функциями состояния системы, то есть они зависят от пути перехода системы из одного состояния в другое.
Другими словами, чтобы горячей воде замёрзнуть, ей нужно пройти стадию холодной воды. Так почему, же она замерзает быстрее, чем холодная? В физике этот феномен называли эффектом Мпембы.
При одинаковых количествах горячей воды и холодной воды в двух соответствующих одинаковых сосудах в холодильнике, замерзает тот сосуд первым, в котором была горячая вода (Mpemba Effect).
Мпембы и Осборна провели ряд экспериментов и в 1969 году в журнале «Physics Education» вышла их совместная статья, описывающая этот эффект.
Но в 2016 году учёные из Кембриджа впервые с высокой достоверностью проверили эффект Мпембы, и в статье, опубликованной в «Scientific Reports», утверждают, что в представленных ранее материалах нет чёткого научного определения эффекта, а сами дают такое определение и показывают, что при следовании этому определению эффект не проявляется. Т.е. в одинаково равновесных системах горячая вода замерзает дольше, как и следовало ожидать в соответствии с первым законом термодинамики.
Вот так, дорогие читатели. А на этом всё. Ждите продолжения цикла.
Фотографии из свободных источников.
Если вы еще не подписаны, то обязательно подпишитесь на наш канал! Ссылка на него - Азимут
Нажимайте «палец вверх» и делитесь статьями с друзьями из социальных сетей. СПАСИБО!
Предыдущие статьи автора:
Необъяснимые явления. Разоблачения, гипотезы, пояснения. Часть 8: Шаровая молния.
Необъяснимые явления. Разоблачения, гипотезы, пояснения. Часть 7: Аномальный лес.
Необъяснимые явления. Разоблачения, гипотезы, пояснения. Часть 6: Звук апокалипсиса.
