Это эффект Мпембы - горячая вода при определённых условиях замерзает быстрее холодной. Причины до конца не объяснены: предполагается влияние испарения, конвекции, растворённых газов и переохлаждения. Эффект обнаружил школьник Эрасто Мпемба в Танзании в 1963 году.
Возьми два одинаковых стакана. В один налей крутой кипяток, в другой - воду прямо из-под крана. Отправь оба в морозилку и засекай время.
Здравый смысл подсказывает: холодная замёрзнет первой. Ей ведь остывать меньше.
А вот и нет. Бывает так, что горячая схватывается льдом раньше.
Это не сбой термометра и не фокус. Это эффект Мпембы - явление, которое учёные зафиксировали экспериментально, но объяснить до конца так и не смогли.
Школьник против учителя
Дело было в Танзании, в 1963 году. Школьник по имени Эрасто Мпемба готовил мороженое на уроке. Все ждали, пока смесь остынет, а он решил не тратить время - и поставил свою в морозилку прямо горячей. К его удивлению, его порция затвердела первой.
Класс решил, что это случайность. Учитель отмахнулся. Но Мпемба запомнил. Когда в школу приехал профессор физики Деннис Осборн, мальчик задал ему прямой вопрос. Осборн не стал смеяться - он поставил эксперимент. И результат подтвердился: в определённых условиях горячая вода и правда обгоняет холодную.
Пять версий - и ни одна не закрывает вопрос
Объяснений предлагали несколько. Каждое звучит логично, но ни одно не работает во всех случаях.
Испарение. Кипяток парит - часть воды улетает. Меньший объём замерзает быстрее. Логично, но эффект повторяется и в герметичных ёмкостях, где пару деваться некуда.
Конвекция. В горячей воде потоки сильнее - жидкость перемешивается, отдавая тепло интенсивнее. Частично объясняет, но не целиком.
Газы в воде. При нагреве вода теряет растворённый воздух. Без газовых пузырьков свойства жидкости меняются - возможно, это ускоряет кристаллизацию. Версия красивая, но недоказанная.
Переохлаждение. Холодная вода нередко «проскакивает» ноль градусов, оставаясь жидкой. А горячая содержит больше точек, вокруг которых начинается кристаллизация, - и замерзает ровнее.
Водородные связи. Группа физиков из Сингапура в 2013 году выдвинула идею: в нагретой воде расстояния между молекулами отличаются, и это меняет скорость теплоотдачи. Гипотеза элегантная, но окончательного подтверждения пока нет.
А вы знали?
Ещё Аристотель в IV веке до нашей эры писал, что горячая вода на морозе схватывается быстрее. Позже то же самое отмечали Фрэнсис Бэкон и Рене Декарт. Но никто из них не потребовал строгой проверки. Это сделал школьник из Танзании - и не побоялся спорить с учителем. Кстати, Мпемба вырос, стал профессором и занимал должность в танзанийском Министерстве природных ресурсов.
Хочешь проверить? Два одинаковых контейнера - один с кипятком, другой с холодной водой. В морозилку одновременно. Результат непредсказуем: эффект срабатывает не каждый раз. Но когда срабатывает - ощущения незабываемые.
Что далее
Задача Эйнштейна про 5 домов - логическая головоломка, которую якобы решают только 2% людей. Завтра проверим, входишь ли ты в эти два процента.
Пробовали замораживать горячую воду? Пишите в комментариях!
Если вы дочитали до конца - вам точно сюда. Подпишитесь, чтобы не потерять канал! Каждый день - одна задача, один фокус или один факт, всегда есть повод удивиться.
Читайте также:
Канал «А вы знали?» - задачи, фокусы и наука. Каждый день - повод удивиться.