Все мы с самого детства знаем, что вода имеет свойства замерзать при отрицательной температуре. И ни для кого не секрет, чтоб воде превратиться в лёд, ей надо остыть до 0 отметки и ниже. Но в природе есть масса парадоксальных вещей, которые сложно понять. Например то, что горячая вода замерзает быстрее холодной.
С трудом вериться, не правда ли? Но проведите дома небольшой эксперимент и наглядно убедитесь, что это действительно так!
Поставьте в морозильную камеру два стакана — один с горячей, другой с холодной водой. Вопреки законам физики через час в первом стакане уже образуется лед, а жидкость во втором только начнет подмерзать. Это явление ученые назвали «эффектом Мпембы» — по имени школьника, который его открыл.
Подобное явление происходит тогда, когда мы взяв в руки емкость с горячей водой, выплеснем её на сильном морозе. Вода моментально остынет, превратиться в пар, а затем в мелкие кристаллы льда, не достигнув поверхности земли. Редкий для здешних мест Эффект Мпембы опробовали на себе жители Ставрополья во время сильных февральских морозов и у них получилось довольно эффектно.
На данный момент существует несколько причин возникновения подобного явления:
- Горячая вода начинает испаряться и в холодном воздухе превращается в лёд и начинает падать вниз, образовывая корку льда.
- Горячая вода быстрее испаряется, уменьшая тем самым свой объём, а меньший объём воды с той же температурой замерзает быстрее. В герметичных контейнерах холодная вода должна замерзать быстрее.
- Из-за разницы в энергии, запасённой в водородных связях. Чем теплее вода, тем большим оказывается расстояние между молекулами жидкости из-за увеличения отталкивающих сил. В результате водородные связи растягиваются, а следовательно, запасают большую энергию. Эта энергия высвобождается при охлаждении воды — молекулы сближаются друг с другом. А отдача энергии и означает охлаждение, что приводит к упрощенному переходу к кристаллической структуре льда. Если коротко, то чем горячей вода, тем больше расстояния между молекулами, а следовательно тратиться больше энергии на отталкивания друг от друга, что подталкивает на быстрое остывание.
- Чем холодная вода отличается от горячей, помимо температуры? В холодной выше содержание растворенного газа. В процессе замерзания азот и кислород постепенно растворяются. Поскольку в горячей воде газа изначально меньше, она быстрее дегазируется, что, по идее, ускоряет процесс замерзания.
Эффект Мпембы лучше всего проводить при температурах ниже -10* и с большой осторожностью. Ведь горячая вода остаётся горячей, если не соблюдать правила безопасности.
Подписывайся :)
И будь МетеоГидом вместе с нами!