Казалось бы, налицо противоречие – кипяток замерзает намного быстрее воды. Но это действительно так, что доказано сотнями тысяч экспериментов по всему миру, которые провели самые обычные люди, чтобы удостовериться в оном.
Как же так получается?
И какие условия нужны для наискорейшего замерзания кипятка? Ответы на эти и другие вопросы вы найдёте в рамках новой статьи на моём канале.
Интернет-тренд
Это стало настоящим интернет-трендом - когда люди выходят на мороз с дымящейся ёмкостью, в которую набран кипяток, после чего под прицелом видеокамеры расплёскивают воду вокруг себя, совершенно безвредно образуя ореол мгновенно замерзающего пара. И ведь что интересно – если «экспериментатор» нальёт в ёмкость просто воду, не доведённую до кипения, то камера зафиксирует весьма комичную ситуацию, когда большая часть выплеснутой жидкости, под воздействием силы тяжести, просто-напросто обольёт того человека, которые не вникнул в самую суть производимых действий.
Вообще, этот эффект был открыт ещё во времена Античности, а первым экспериментатором, согласно имеющейся информации, был сам Аристотель. Но открыв эффект наибыстрейшего замерзания стремительно расплёскиваемого кипятка, долгое время никто не мог найти ответ на главный вопрос: «Почему так происходит»? И только в 1963 в Танзании, совершенно случайно, эта загадка на один шажок продвинулась к разгадке.
Обычный урок
На одном из уроков школьники учились изготавливать мороженое – вот уж чего не хватает в российских школах! И для этого требовалось быстро прокипятить молоко, после чего добавить сахар и активно перемешать получившуюся жидкость, чтобы белые кристаллики растворились как можно быстрее. После этого заготовка помещалась в морозильник, где и происходило «волшебство» - превращение молочного коктейля в мороженое.
Один из школьников - Эрасто Мпемба в какой-то момент времени решил не ждать того момента, когда молочная жидкость достигнет комнатной температуры. Вместо этого, сразу же после того, как сахар растворился в кипящем молоке, он поместил свою горяченную заготовку в морозильник и с удивлением обнаружил, что его «коктейль» застыл намного быстрее, чем заготовки его одноклассников.
Отметив про себя этот эффект, Эрасто отправился домой, где снова успешно повторил эксперимент. А позже, когда к ним в школу приехал известный физик Деннис Осборн, чтобы рассказать пару лекций, представил ему результаты своего собственного открытия.
Профессор настолько заинтересовался эффектом, о котором знал только из учебников истории, что совместно с Мпембой написал несколько научных статей, одна из которых попала в сверхпрестижное издание «Physics Education». Именно с той поры заново открытый эффект стал называться «Эффектом Мпембы», обессмертив фамилию самого обычного африканского школьника.
Дальнейшие исследования «Эффекта Мпембы»
В 1977 году к исследованию «Эффекта Мпембы» подключились многие серьёзные учёные со всего мира. А это – целая серия новых статей, где было научно-доказано, что явление наискорейшего замерзания кипятка происходит не всегда, а только при стечении определённых обстоятельств. Но эти же учёные признавали, что заново открытый феномен требует дополнительного изучения, ибо содержит немало «подводных камней».
Последняя теория на этот счёт от 2017 года за авторством Зи Чанга гласит, что наибыстрейшее замерзание кипятка связано с особыми водородными связями между молекулами воды, которые и обеспечивают наибыстрейшее прохождение охлаждения. Но если охлаждение будет производиться медленно, то в дело вступают совершенно обычные и привычные природные законы, в виду чего горячая вода остынет даже медленнее холодной воды.
В том же случае, если кипяток резко поместить на мороз (пока что понятие «резко» - условное, ибо ещё нет точно рассчитанной критической точки), то горячая вода не успеет по своей структуре превратиться в холодную воду. Потому что между молекулами существуют более длинные молекулярные связи в сочетании с расслабленными ковалентными связями, что позволяет наиболее быстро проходить процессу не только охлаждения, но и разогревания.
Такая удивительная вода
Год от года учёные открывают всё больше «необычностей» в воде и постоянно пополняют перечень её свойств и эффектов. О том, что представляет собой вода, написаны тысячи научных работ. Но пока что ни одна профессорская диссертация не способна ответить на все имеющиеся вопросы, заданные по отношению к «колыбели жизни» (в том числе то, как и каким образом, вода эту самую жизнь зародила).
Мне нравится, что новые свойства воды и прочих элементов и явлений Природы открывают не только учёные с мировым именем, но и самые простые школьники, где бы они ни находились. А потому при должной внимательности новое открытие в физике можем сделать и мы с вами.
Просто если не перестанем задавать сами себе вопросы, ибо именно в детских «почемучках» нередко скрывается истина.