Школа життя

Парадокси зустрічаються скрізь. Трапляється, вони надовго ставлять у глухий кут вчених. За логікою те чи інше явище адже має відбуватися обов'язково ось так, а воно чомусь відбувається інакше і ситуація набуває характеру чортовини.

Ось дивовижний приклад, який підтверджує сказане. Але спочатку трохи про те, хто і як в наш час (минулий XX століття) знову зіткнувся з парадоксом, який учені поки не можуть пояснити з наукової точки зору.

Суть питання в тому, що в 1963 році школяр Ераст Мпембе (Танзанія) зі своїми однокласниками отримав практичне завдання від учителя: зробити морозиво і описати процес. Як це водиться у хлопчаків, Ераст забув про завданні. Згадав, коли його однокласники вже вскипятили молоко, остудили його на повітрі, а для подальшого зниження температури поставили в морозильну камеру холодильника. Ераст, потрапивши в цейтнот, вирішив прискорити виконання завдання і поставив у холодильник гаряче молоко. Він вважав, що по часу майже зрівняється з товаришами. Але виявилося, що він їх навіть обігнав! Його гаряче молоко придбало вид крижинок набагато швидше, ніж їх холодну!

Ераст розповів про це диво вчителю. Але той посміявся над його вигадкою і запропонував створити фізику імені Мпембе. Проте парадоксом зацікавився англійський учений, професор фізики Денис Осборн. У 1969 році в журналі «Physics Education» з'явилася його спільна з Ераст стаття, що розповідає про те, що гаряче молоко в холодильнику чомусь замерзає швидше, ніж холодна. «Ефект Мпембе» в тому ж році був описаний і в американському науковому журналі «American Journal of Physics». Зробив це Джордж Келл (Національний дослідницький рада Канади).

Але наукового пояснення парадоксу вчені так і не знайшли, тема поступово стала забуватися. Справедливості заради треба помітити, що ще Аристотель першим звернув свою увагу на дивну поведінку гарячих і холодних рідин при замерзанні. Але він не зміг дати пояснення феномену.

Якщо згрупувати всі спроби вчених в список здогадок, припущень і гіпотез, то вималюється така картина (цитую з Вікіпедії):

«1. Гаряча вода швидше випаровується з контейнера, зменшуючи тим самим свій об'єм, а менший об'єм води з тією ж температурою замерзає швидше. В герметичних контейнерах холодна вода повинна замерзати швидше.

2. Наявність снігової підкладки в морозильній камері холодильника. Контейнер з гарячою водою плавить під собою сніг, покращуючи тим самим тепловий контакт зі стінкою морозильника. Контейнер з холодною водою не плавить під собою сніг. При відсутності снігового підкладки контейнер з гарячою водою повинен замерзати повільніше.

3. Холодна вода починає замерзати зверху, погіршуючи тим самим процеси тепловипромінювання і конвекції, а значить і втрат тепла, тоді як гаряча вода починає замерзати знизу. При додатковому механічному перемішуванні води в контейнерах холодна вода повинна замерзати швидше.

4. Наявність центрів кристалізації в охолоджуваній воді розчинених у ній речовин. При малій кількості таких центрів перетворення води в лід утруднене і можливо навіть її переохолодження, коли вона залишається в рідкому стані, маючи мінусову температуру. При однаковому складі і концентрації розчинів холодна вода повинна замерзати швидше.

5. З-за різниці в енергії, запасеної у водневих зв'язках. Чим тепліша вода, тим більшим виявляється відстань між молекулами рідини через збільшення відштовхують сил. В результаті водневі зв'язки розтягуються, а, отже, запасають велику енергію. Ця енергія вивільняється при охолодженні води - молекули зближуються один з одним. А віддача енергії і означає охолодження».

Але це - лише припущення. А припускати, як відомо, можна що завгодно. У тому числі і в науці. Поки ж проблема Мпембе офіційно ніяк не вирішена. З цієї причини Британське королівське хімічне товариство оголосило в 2012 році конкурс на розгадку таємниці «ефекту Мпембы». Приз переможцю конкурсу - 1000 фунтів стерлінгів.

Сума досить пристойна. І поки вона нікому не видана. Можете спробувати її отримати, якщо сильні в фізиці чи хімії.


Новіші інформаційні сюжети:



Школа життя

Добавлено 06 жовтня 2015
iak-shvidko-ytvorutsia-grynt «Геологічний час» тече дивно повільно. Природні зміни ландшафту практично неможливо помітити неозброєним оком. Тим не менш вимірювання крутих гірських вершин Нової Зеландії показують, що скелі можуть трансформуватися в грунт більш ніж удвічі швидше,...
5450

У світі цікавого

Добавлено 10 червня 2014
grypa-lseredinar-chim-zapamiatavsia-sl 27 травня в клубі «Китайський льотчик Джао Да» відбувся довгоочікуваний концерт гурту «Середина» в оновленому складі! Довгоочікуваним він був з багатьох причин. Спостерігаю за творчістю групи трохи більше року, і за цей час сталося багато змін. Восени минулого...
6530