Как научить ребенка считать до 10? Сложение однозначных чисел. Игра для детей: учимся считать до 10

Упражнения на закрепление счёта до 10

Как только ребёнок научится хорошо считать до 5, переходите к следующему этапу. Если кроха всё ещё путается в цифрах, вернитесь к предыдущим упражнениям. В освоении счёта до 10 могут возникнуть трудности. Это нормально. Повторение материала, последовательность и терпение взрослых поддержит познавательный интерес малыша.

Соедини точки

Состав числа

Если ваш малыш уже заучил порядок цифр, не вникнув в состав числа, не беда. В игровой форме можно объяснить малышу эту тему. Главное – не давать задания в виде школьных примеров в позиции контролирующего, а самим включиться в игру:

У Зайчика было две морковки. Одну он подарил белочке. И сколько же морковок осталось у Зайчика?

Некоторые педагоги отмечают, что лучше приучать считать ребенка в уме. Если малыш затрудняется это сделать, называйте правильный ответ. Постепенно малыш запомнит его в повторяющихся играх.

Если же ваш малыш в силу своих особенностей не может освоить абстрактный счет, используйте наглядный материал. Например, детали из игры «Счетная доска». Или вот такую веселую настольную игру «Мартышкин счет».

Прекрасно помогают деткам понять эту тему Числовые домики. Очень наглядное пособие с простыми правилами.

Коврик из фетра с прищепками – это просто находка для маленьких математиков. Яркая, привлекательная, развивающая мелкую моторику и сенсорику ребенка. Приклейте в центр игры цифру и попросите малыша прицепить на края коврика столько же прищепок. Например, 6 – это три прищепки с одной стороны и три – с другой. Попробуйте и обратный вариант этого задания: две прищепки с одной стороны и четыре с другой – сколько всего?

Возьмите на вооружение уникальную игру «Считай и проверяй». Здесь ребенку предстоит не только освоить состав числа, но и научиться сравнивать предметы по количеству и весу. К игре прилагаются карточки с заданиями, самыми простыми для тех, кто только осваивает состав числа, и сложными – для тех, кто учится складывать в пределах 10.

Если ваш малыш уже заучил порядок цифр, не вникнув в состав числа, не беда. В игровой форме можно объяснить малышу эту тему. Главное – не давать задания в виде школьных примеров в позиции контролирующего, а самим включиться в игру:

Математика для малышей или Как научить ребенка считать

Очень часто родители, пытаясь дать ребенку первое представление о математике, сосредотачиваются исключительно на порядковом счете или на зазубривании цифр. Естественно и то, и другое – занятие полезное, однако, если вы действительно хотите научить ребенка считать, то нужно знакомить его не с цифрами, а количествами и не просто заучивать с малышом счет до десяти, а помочь ему понимать произносимые значения, развивать математическое мышление. Для ребенка слова «Четыре яблока» должны быть не пустым звуком, малыш должен четко представлять, сколько это яблок и понимать, что, к примеру, четыре больше, чем два.

Итак, математические игры для малышей:

Эффект Мпембы или почему горячая вода замерзает быстрее холодной?

Эффект Мпембы (Парадокс Мпембы) — парадокс, который гласит, что горячая вода при некоторых условиях замерзает быстрее, чем холодная, хотя при этом она должна пройти температуру холодной воды в процессе замерзания. Данный парадокс является экспериментальным фактом, противоречащим обычным представлениям, согласно которым при одних и тех же условиях более нагретому телу для охлаждения до некоторой температуры требуется больше времени, чем менее нагретому телу для охлаждения до той же температуры.

Этот феномен замечали в своё время Аристотель, Френсис Бэкон и Рене Декарт, однако лишь в 1963 году танзанийский школьник Эрасто Мпемба установил, что горячая смесь мороженого замерзает быстрее, чем холодная.

Будучи учеником Магамбинской средней школы в Танзании Эрасто Мпемба делал практическую работу по поварскому делу. Ему нужно было изготовить самодельное мороженое – вскипятить молоко, растворить в нем сахар, охладить его до комнатной температуры, а затем поставить в холодильник для замерзания. По-видимому, Мпемба не был особо усердным учеником и промедлил с выполнением первой части задания. Опасаясь, что не успеет к концу урока, он поставил в холодильник еще горячее молоко. К его удивлению, оно замерзло даже раньше, чем молоко его товарищей, приготовленное по заданной технологии.

После этого Мпемба экспериментировал не только с молоком, но и с обычной водой. Во всяком случае, уже будучи учеником Мквавской средней школы он задал вопрос профессору Деннису Осборну из университетского колледжа в Дар-Эс-Саламе (приглашенному директором школы прочесть ученикам лекцию по физике) именно по поводу воды: “Если взять два одинаковых контейнера с равными объемами воды так, что в одном из них вода имеет температуру 35°С, а в другом – 100°С, и поставить их в морозилку, то во втором вода замерзнет быстрее. Почему?” Осборн заинтересовался этим вопросом и вскоре в 1969 году они вместе с Мпембой опубликовали результаты своих экспериментов в журнале “Physics Education”. С тех пор обнаруженный ими эффект называется эффектом Мпембы.

До сих пор никто точно не знает, как объяснить этот странный эффект. У учёных нет единой версии, хотя существует много. Всё дело в разнице свойств горячей и холодной воды, но пока не понятно, какие именно свойства играют роль в этом случае: разница в переохлаждении, испарении, формировании льда, конвекции или воздействии разжиженных газов на воду при разных температурах.

Парадоксальность эффекта Мпембы в том, что время, в течение которого тело остывает до температуры окружающей среды, должно быть пропорционально разности температур этого тела и окружающей среды. Этот закон был установлен еще Ньютоном и с тех пор много раз подтверждался на практике. В данном же эффекте вода с температурой 100°С остывает до температуры 0°С быстрее, чем такое же количество воды с температурой 35°С.

Тем не менее, это еще не предполагает парадокс, поскольку эффекту Мпембы можно найти объяснение и в рамках известной физики. Вот несколько объяснений эффекта Мпембы:

Горячая вода быстрее испаряется из контейнера, уменьшая тем самым свой объём, а меньший объем воды с той же температурой замерзает быстрее. Нагретая до 100 С вода теряет 16% своей массы при охлаждении до 0 С.

Эффект испарения – двойной эффект. Во-первых, уменьшается масса воды, которая необходима для охлаждения. И во-вторых, снижается температура из-за того, что уменьшается теплота испарения перехода из фазы воды в фазу пара.

Разница температур

Из-за того, что разница температур между горячей водой и холодным воздухом больше – следовательно теплообмен в этом случае идет интенсивнее и горячая вода быстрее охлаждается.

Переохлаждение

Когда вода охлаждается ниже 0 С она не всегда замерзает. При некоторых условиях она может претерпевать переохлаждение, продолжая оставаться жидкой при температурах ниже температуры точки замерзания. В некоторых случаях вода может оставаться жидкой даже при температуре –20 С.

Причина этому эффекту в том, что для того, чтобы начали формироваться первые кристаллы льда нужны центры кристаллообразования. Если их нет в жидкой воде, тогда переохлаждение будет продолжаться до тех пор, пока температура не понизится настолько, что кристаллы начнут формироваться спонтанно. Когда они начнут формироваться в переохлаждённой жидкости, они начнут расти быстрее, формируя лёдовую шугу, которая замерзая, будет образовывать лёд.

Горячая вода больше всего подвержена переохлаждению поскольку её нагревание устраняет растворённые газы и пузырьки, которые в свою очередь, могут служить центрами образования кристаллов льда.

Почему же переохлаждение заставляет горячую воду застывать быстрее? В случае с холодной водой, которая не переохлаждается происходит следующее. В этом случае тонкий слой льда будет образовываться на поверхности сосуда. Этот слой льда будет действовать как изолятор между водой и холодным воздухом и будет препятствовать дальнейшему испарению. Скорость формирования кристаллов льда в этом случае будет меньше. В случае с горячей водой, подвергающейся переохлаждению, переохлаждённая вода не имеет защитного поверхностного слоя льда. Поэтому она теряет тепло намного быстрее через открытый верх.

Когда процесс переохлаждения заканчивается и вода замерзает, теряется намного больше тепла и поэтому формируется больше льда.

Многие исследователи этого эффекта считают переохлаждение главным фактором в случае с эффектом Мпемба.

Холодная вода начинает замерзать сверху, ухудшая тем самым процессы теплоизлучения и конвекции, а значит и убыли тепла, тогда как горячая вода начинает замерзать снизу.

Объясняется этот эффект аномалией плотности воды. Вода имеет максимальную плотность при 4 С. Если охладить воду до 4 С и положить её при более низкой температуре, поверхностный слой воды замерзнет быстрее. Потому что эта вода менее плотная чем вода при температуре 4 С, она останется на поверхности, формируя тонкий холодный слой. При этих условиях тонкий слой льда будет формироваться на поверхности воды в течение короткого времени, но этот слой льда будет служить изолятором, защищающим нижние слои воды, которые будут оставаться при температуре 4 С. Поэтому дальнейший процесс охлаждения будет проходить медленнее.

В случае с горячей водой ситуация совершенно иная. Поверхностный слой воды будет охлаждаться более быстрее за счёт испарения и большей разницы температур. Кроме того, холодный слои воды более плотные, чем слои горячей воды, поэтому слой холодной воды будет опускаться вниз, поднимая слой тёплой воды на поверхность. Такая циркуляция воды обеспечивает быстрое падение температуры.

Но почему этот процесс не достигает точки равновесия? Для объяснения эффекта Мпембы с этой точки зрения конвекции следовало бы принять, что холодные и горячие слои воды разделены и сам процесс конвекции продолжается после того, как средняя температура воды опустится ниже 4 С.

Однако, нет экспериментальных данных, которые подтверждали бы эту гипотезу, что холодные и горячие слои воды разделены в процессе конвекции.

Растворённые в воде газы

Вода всегда содержит растворённые в ней газы – кислород и углекислый газ. Эти газы имеют способность уменьшать точку замерзания воды. Когда вода нагрета, эти газы выделяются из воды, поскольку их растворимость в воде при высокой температуре ниже. Поэтому когда горячая вода охлаждается, в ней всегда меньше растворённых газов, чем в не нагретой холодной воде. Поэтому точка замерзания нагретой воды выше и она замерзает быстрее. Этот фактор иногда рассматривается как главный при объяснении эффекта Мпембы, хотя никаких экспериментальных данных, подтверждающих этот факт нет.

Теплопроводность

Этот механизм может играть существенную роль когда вода помещается в морозильник холодильной камеры в небольших контейнерах. В этих условиях замечено, что контейнер с горячей водой протаивает под собой лёд морозильной камеры, улучшая тем самым тепловой контакт со стенкой морозилки и теплопроводность. В результате чего, тепло отводится от контейнера с горячей водой быстрее, чем от холодного. В свою очередь контейнер с холодной водой не протаивает под собой снег.

Все эти (а также другие) условия изучались во многих экспериментах, но однозначного ответа на вопрос – какие из них обеспечивают стопроцентное воспроизводство эффекта Мпембы – так и не было получено.

Так, например, в 1995 году немецкий физик Давид Ауэрбах изучал влияние переохлаждения воды на этот эффект. Он обнаружил, что горячая вода, достигая переохлажденного состояния, замерзает при более высокой температуре, чем холодная, а значит быстрее последней. Зато холодная вода достигает переохлажденного состояния быстрее горячей, компенсируя тем самым предыдущее отставание.

Кроме того, результаты Ауэрбаха противоречили полученным ранее данным, что горячая вода способна достичь большего переохлаждения из-за меньшего количества центров кристаллизации. При нагревании воды из нее удаляются растворенные в ней газы, а при ее кипячении выпадают в осадок некоторые растворенные в ней соли.

Утверждать пока можно только одно – воспроизводство этого эффекта существенно зависит от условий, в которых проводится эксперимент. Именно потому, что воспроизводится он далеко не всегда.

Литературные источники:

“Hot water freezes faster than cold water. Why does it do so?”, Jearl Walker in The Amateur Scientist, Scientific American, Vol. 237, No. 3, pp 246-257; September, 1977.

“The Freezing of Hot and Cold Water”, G.S. Kell in American Journal of Physics, Vol. 37, No. 5, pp 564-565; May, 1969.

“Supercooling and the Mpemba effect”, David Auerbach, in American Journal of Physics, Vol. 63, No. 10, pp 882-885; Oct, 1995.

“The Mpemba effect: The freezing times of hot and cold water”, Charles A. Knight, in American Journal of Physics, Vol. 64, No. 5, p 524; May, 1996.

“The Final Word”, New Scientist, 2nd December 1995.

Читайте также:  Как правильно написать план к эссе: правила составления плана, советы, отзывы

Сообщение от Дианы:

Я могу сказать,почему горячая вода замерзает быстрее холодной.Всё дело в том,что горячие молекулы шире,чем холодные,а при замерзании они должны будут расширится.горячей осталось дорасти чуть-чуть,а холодной нужно больше времени.

Попробую простыми понятиями объяснить этот эффект.При нагревании атом увеличивается и выделяет тепло.Если предположить, что электрическая энергия уменьшается в атоме (закон Кулона-увеличивается расстояние между зарядами ядра и оболочки) то можно сказать ,что она преобразуется в тепловую энергию.При замерзании происходит обратный процесс ,размеры атома уменьшаются а тепловая энергия преобразуется в электрическую. Неудивительно что в горячей воде больше тепловой энергии и она быстрее замерзает. Подробности требуют изучения.

т.е. , используя предыдущий комментарий, для борьбы с оледенением надо наэлектризовать поверхность.

Температура – состав из нескольких видов элементарных частиц.
У меня есть приблизительный вариант этой модели.

Все зависит от , эксперимента (воды ) которая используется и каким путем была достигнута та или иная температура . Я не физик и в школе 2 по физике было , но логика была железная исходя из выше перечисленного ( не коментов) а исследований профессоров мой вывод таков . Я поддерживаю Ауэрбаха, его исследования более логичны .

Вода и поведение её в разных условиях смоделирована искусственно и управляется поле-волновым эффектом. Иследования в данной области невозможны ввиду нестабильности материи

Нет такого эффекта. Увы. В 2016 году вышла подробная статья по теме в Nature: en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect
Из нее ясно, что при аккуратном проведении экспериментов (если образцы теплой и холодной воды одинаковы во всем, кроме температуры) эффект не наблюдается.

Диана ты обьясняешь понятнее

Попробую объяснить на моём дилетантском уровне. Допустим молекулы воды двигаются в обычной среде в хаотичном состоянии (диффузия) спокойно, доходя до границы соприкосновения с холодной (газовой или другой) средой, где молекулы двигаются очень медленно, они замедляют ход и в конце концов кристаллизуются, превращаясь в лёд. В горячей воде молекулы воды двигаются намного быстрее, соударяясь с холодной пограничной средой, они соприкасаются намного чаще и (тормозятся) превращаются в кристаллы льда быстрее чем в обычном состоянии, так как контакт с холодной средой происходит в несколько раз чаще.

Частицы броуновского движения двигаются в разных температурных средах по разному и соприкасаясь, частицы броуновского движения передают кинетическую энергию (или забирают). Чем чаще соприкосновение частиц, тем быстрее передача кинетической энергии. В горячей среде, броуновское движение быстрее, чем в холодной.

Горячая вода действительно замёрзнет быстрее холодной. Это связано с наличием границы раздела сред, которая в случае “воздух-вода” образует тонкую плёнку со свойствами, сильно отличающимися от гомогенной водной среды. Её наличие Вы не раз наблюдали при движении водных пауков-водомерок по гладкой водной поверхности. В случае резкой разницы температур на границе раздела сред тонкая плёнка не образуется, вследствие чего диффузия из среды в среду существенно возрастает и это приводит к возрастанию скорости теплообменных процессов.

В горячей воде молекулы движутся намного быстрее чем в холодной, а то что движется быстрее, быстрее и замерзнет

мы замораживали в морозилке холодную воду теплую горячую и с солью первая начала замерзать холодная вода вторая теплая потом горячая и с а почему пишут что горячая вода замерзает быстрее чем холодная мы проверяли 3 раза с солью в стакане образовался снег в виде снежинок

Влияние температуры на скорость химической реакции
Влияние температуры на количество столкновений молекул может быть показано с помощью модели. В первом приближении влияние температуры на скорость реакций определяется правилом Вант-Гоффа (сформулировано Я. Х. Вант-Гоффом на основании экспериментального изучения множества реакций):
В интервале температур от 0оС до 100оС при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза:
где g – tтемпературный коэффициент, принимающий значения от 2 до 4.
Хотите узнать, почему правило Вант-Гоффа – лишь первое приближение к истине?
Объяснение зависимости скорости реакции от температуры было дано С. Аррениусом. К реакции приводит не каждое столкновение молекул реагентов, а только наиболее сильные столкновения. Лишь молекулы, обладающие избытком кинетической энергии, способны к химической реакции.
С. Аррениус рассчитал долю активных (т. Е. приводящих к реакции) соударений реагирующих частиц a, зависящую от температуры: – a = exp(-E/RT). и вывел уравнение Аррениуса для константы скорости реакции:
k = koe-E/RT
где ko и E dзависят от природы реагентов. Е – это энергия, которую надо придать молекулам, чтобы они вступили во взаимодействие, называемая энергией активации.

Из за молекул точно

С горячей водой все быстрее растворяется. Так и в морозилке быстрее замерщает

А мне стало очень интересно и я провела опыт сама. Поставила в морозилку две совершенно одинаковые чашки, одна с холодной водой, а другая – с горячей. И пока горячая остывала, холодная замёрзла. Куда эффект Мпембы делся?

До вас читал что этот эксперимент не подтвержден.

Растворённые в воде газы

Почему горячая вода замерзает быстрее? Эффект Мпембы

Ответы на наивные детские вопросы иной раз совсем не так просты, как это может показаться на первый взгляд.

Например, вопрос о том, почему чайник шумит при закипании, приводит, в конце концов, к такой серьезной инженерной проблеме, как кавитация. Уменьшение кавитации, происходящей на винтах судов или на лопатках турбин, повышает срок службы этих устройств и делает их работу эффективной.

С другой стороны, в некоторых случаях кавитацию стараются повысить — например, при ультразвуковой чистке деталей или при разбивании камней в почках. Или при ультразвуковом же растворении жира в теле, что является мечтой едва ли не каждой женщины.

«Детские» вопросы хороши еще тем, что заражают серьезных ученых «вирусом» любопытства. Любопытство — одна из причин, побуждающих их к научной деятельности. Любопытство — фермент, оживляющий бег мысли. Без любопытства господин профессор превращается в бронзовый памятник, с любопытством — бегает непослушным мальчишкой, смеется и щупает то, что, казалось бы, трогать руками строго запрещено. Иногда такое поведение может привести к открытию, иногда — нет. Но всегда прививка любопытства ужасно приятна господину профессору.

Это событие произошло давным-давно, в 1963 году, в далекой африканской стране Танганьике, которая через год объединилась с Занзибаром и стала называться Танзанией. Школьник Эрасто Мпемба выполнял задание по кулинарии (были в их школе такие уроки). Надо было приготовить молочное мороженое: смешать на огне молоко, воду и сахар, остудить и поставить в холодильник, чтобы получить ледышку. Один из стаканчиков с приготовленной смесью Мпемба поставил в холодильник, не охладив как следует. К его удивлению, именно этот стаканчик замерз и превратился в мороженое первым.
Заливать каток лучше горячей водой, быстрее застынет
Фото: Depositphotos

Горячая жидкость остыла быстрее холодной? Это кажется невероятным! Строго говоря, это нарушение фундаментального закона термодинамики за номером 1!

Не удивительно, что учитель физики, которому Эрасто рассказал о своем парадоксальном эксперименте, поднял его на смех. Но школьник был упрям и памятлив. Когда в их школу пригласили из столичного университета профессора физики Дениса Осборна (Denis G. Osborne), чтобы он прочитал лекцию школьникам, мальчик рассказал новому преподавателю о своем нетривиальном эксперименте.

Осборну самому стало любопытно. Вернувшись в университет, он поставил несколько экспериментов и обнаружил, что Эрасто Мпемба прав: горячая вода замерзала быстрее холодной. Результаты своих исследований он опубликовал в 1969 году. Автором статьи был также Эрасто Мпемба, который тогда уже учился в одном из местных колледжей.

В жаркой Африке никто не заливал зимой дворовых катков для юных конькобежцев и хоккеистов. Потому и не знали здесь о маленькой хитрости, известной в далекой России: каток надо заливать горячей водой — быстрее застынет. Еще одно проявление «эффекта Мпембы» !

Так танзанийский школьник стал известен еще до того, как закончил школу. Ученые же физики продолжали исследовать странное поведение горячей воды при нагревании. И продолжают. Дело в том, что до сих пор нет объяснения эффекта Мпембы, которое удовлетворило бы всех ученых.

Простая на вид задача оказалась недостаточно четко сформулированной. Во-первых, что такое «точка замерзания воды»? Во-вторых, можно ли сказать, что холодная и горячая вода отличаются только начальной температурой? Может быть, есть и другие физические отличия, которые коррелируют с температурой воды и как раз и определяют, какая из жидкостей, горячая или холодная, застынет быстрее? График изменения температуры горячей (красная линия) и холодной (синяя линия) воды
Фото: Источник

В общем, сейчас существует несколько объяснений странного поведения нагретой воды при замерзании:

1. Горячая вода испаряется интенсивнее, чем холодная. Испаряющаяся вода в холодном воздухе превращается в мелкие кристаллики льда, которые падают в сосуд с водой и по мере охлаждения воды становятся зародышами будущих льдинок.

2. Или же испарение горячей воды уменьшает общий объем воды в сосуде. Меньшее количество воды остывает быстрее.

3. Еще одно объяснение опирается на то, что в горячей воде меньше центров последующей кристаллизации, воздушных пузырьков или пылинок. В результате этого горячая вода при охлаждении некоторое время не замерзает, переохлаждается, а затем застывает очень быстро, почти мгновенно.

4. В горячей воде расстояние между молекулами становится больше, поскольку кинетическая энергия каждой молекулы вырастает. В результате этого потенциальная энергия связи между двумя молекулами тоже возрастает. При охлаждении воды, когда молекулы сближаются, запасенная энергия высвобождается и выделяется в пространство, вызывая дополнительное охлаждение.

5. И точка зрения прямо противоположная. По мере нагревания связи между молекулами воды ослабевают, и они занимают позиции, более близкие к тем, в которых находятся, когда образуются кристаллы льда. Когда температура воды достигает точки кристаллизации, дополнительной энергии на разрыв прежних связей уже не требуется и лед образуется быстрее. Если же до температуры кристаллизации остывает холодная вода, требуется некоторое время и некоторая энергия для того, чтобы разорвать прежние связи. Горячая вода испаряется интенсивнее, чем холодная, пар быстрее превращается в лёд
Фото: Depositphotos

6. Наконец, есть и такое мнение: эффект Мпембы — псевдоэффект. Если провести эксперимент так, чтобы устранить все посторонние влияния (одинаковые объемы воды, один ее химический и физический состав, одинаковые материалы сосудов, в которых происходит охлаждение, специальный холодильник), то более горячая вода будет застывать позже, чем более холодная. Первое начало термодинамики спасено! Ура!

А что же наиболее интересно в эффекте Мпембы для нас? Да то, что любопытство — движущая сила любого знания. А также то, что не следует стесняться задавать «детские» вопросы, на которые, бывает, и умные ученые не смогут дать однозначного и простого ответа. Поскольку, по словам Эйнштейна, вынесенным в эпиграф, и сами недостаточно четко понимают природу некоторых, казалось бы, простых веществ. Таких, как, например, обычная вода.

3. Еще одно объяснение опирается на то, что в горячей воде меньше центров последующей кристаллизации, воздушных пузырьков или пылинок. В результате этого горячая вода при охлаждении некоторое время не замерзает, переохлаждается, а затем застывает очень быстро, почти мгновенно.

Неуч-Почемучка Желает Знать: Кипяток замерзает быстрее чем холодная вода?

Услышал следующее. Если поместить в морозильник(или на мороз, вариантов куча) две чашки, одну с кипятком, а другую с холодной водой, то кипяток замёрзнет быстрее. Почему? За счёт того того, что атомы разбежались?))) Или всё таки миф?

Кстати, экспериментировать со своим холодильником не рекомендую, можете сломать. Логичные, физически-научно обоснованные ответы приветствуются.

Ученый из Вашингтонского университета предложил объяснение загадочного явления, известного еще со времен Аристотеля: почему горячая вода замерзает быстрее, чем холодная .

Это странное и труднообъяснимое явление впервые было обнаружено греческим философом. Эти знания воскресил танзанский студент Эрасто Мпемба в 1969 году. Мпемба заметил, что подслащенное молоко, которое он использовал для приготовления мороженного, застывает быстрее, если оно было предварительно нагрето. Явление получило название эффекта Мпембы, оно широко применяется на практике. Например, специалисты советую автомобилистам заливать зимой в бачок омывателя холодную, а не горячую воду . Но что лежит в основе этого явления, долгое время оставалось неизвестным.

Д-р Джонатан Катц (Jonathan Katz) из Вашингтонского университета исследовал это явление и пришел к выводу, что важную роль в нем играют растворенные в воде вещества, которые при нагревании осаждаются, сообщает EurekAlert.

Под растворенными веществами д-р Катц подразумевает бикарбонаты кальция и магния, которые содержатся в жесткой воде . Когда воду нагревают, эти вещества осаждаются, образуя накипь на стенках чайника. Вода, которая никогда не нагревалась, содержит эти примеси. По мере ее замерзания и образования кристаллов льда концентрация примесей в воде увеличивается в 50 раз. Из-за этого понижается точка замерзания воды . «И теперь вода должна еще остывать, чтобы замерзнуть », – поясняет д-р Катц.

Читайте также:  Маска Быка из бумаги, фетра на голову своими руками: инструкция, шаблоны

Существует вторая причина, препятствующая замерзанию не нагревавшейся воды . Понижение точки замерзания воды уменьшает разницу температур между твердой и жидкой фазами. «Поскольку скорость, с которой вода теряет тепло, зависит от этой разницы температур, вода, которая не подвергалась нагреванию, хуже остывает» , – комментирует д-р Катц.

По мнению ученого, его теория может быть проверена экспериментально, т. к. эффект Мпембы становится более заметным для более жесткой воды .

Одинаковые количества тёплой и холодной воды зависнут в соответствии со здравым смыслом – сначала бывшая холодной, потом – бывшая тёплой.

Но если ёмкость открыта, обе жидкости будут испаряться. Очень горячая испаряется очень быстро и замерзать остаётся меньшему количеству. За счёт испарения – она охлаждается и довольно быстро может догнать свою соседку. Далее – вопрос соотношения исходных объёмов, температур и плодащи поверхности. При некоторых раскладах бывшая тёплой может замёрзнуть быстрее бывшей холодной.

Естественно, если не обращать внимания на массу получившегося льда, мозг может оказаться в недоумении.

З. Ы. Сомнительно, чтобы примеси в воде своим количеством могли заметно повлиять на результат, хотя как знать.

Не кипяток замёрзнет быстрее холодной воды, а кипячёная вода быстрее обычной, “сырой”, в которой больше примесей.
Но эффект будет мало заметен.

P.S. со своим холодильником экспериментировать не советуется, потому что опыт опровергает этот слух 🙂
а на мороз выносить две чашки (или два ведра) и наблюдать за ними вряд ли кто будет

В моем детстве (когда еще зимой во дворах заливали катки) , их заливали горячей водой. Но, как я понимаю, совсем не потому, что горячая вода быстрее застывает, а наоборот. Каток должен быть гладким. Если лить холодную воду, она будет быстро замерзать, не растекаясь по всей поверхности – образуются бугры. Горячая вода поможет выровнять бугорки на льду.

Объяснение д-ра Катца, конечно, правдоподобно, но.. . Читаем по приведенной выше ссылке про “эффект Мпембы”:

“Во время школьной лабораторной работы ученики должны были приготовить мороженое: вскипятить молоко, охладить и затем поместить его в холодильник. Опасаясь, что времени для выполнения задания ему не хватит, Мпемба поставил в холодильник ещё горячее молоко, а потом обнаружил, что оно застыло раньше, чем порции мороженого, сделанные его коллегами”

И что тут загадочного? “Коллеги” охлаждали молоко при комнатной температуре, а Мпемба сразу в морозилке. Естественно, в морозилке молоко охладилось и замерзло быстрее, чем вне ее (в полном соответствии с “выведенным Ньютоном законом охлаждения: время, за которое тело остывает, пропорционально разности температур этого тела и окружающей его среды” – цитата из той же статьи) .

Другое характерное замечание: “эффект Мпембы, вообще говоря, хорошо известен людям, не связанным с наукой”. А “люди, не связанные с наукой” – это те, кто не утруждает себя
аккуратностью постановки экспериментов, не придает значения всем факторам, могущим повлиять на результат.

И, действительно, может статьи, на которые ссылаемся, стоит читать до конца? Там есть все ответы. И гораздо более толковые, чем тут на mail.ru.

Ученый из Вашингтонского университета предложил объяснение загадочного явления, известного еще со времен Аристотеля: почему горячая вода замерзает быстрее, чем холодная .

Это странное и труднообъяснимое явление впервые было обнаружено греческим философом. Эти знания воскресил танзанский студент Эрасто Мпемба в 1969 году. Мпемба заметил, что подслащенное молоко, которое он использовал для приготовления мороженного, застывает быстрее, если оно было предварительно нагрето. Явление получило название эффекта Мпембы, оно широко применяется на практике. Например, специалисты советую автомобилистам заливать зимой в бачок омывателя холодную, а не горячую воду . Но что лежит в основе этого явления, долгое время оставалось неизвестным.

Д-р Джонатан Катц (Jonathan Katz) из Вашингтонского университета исследовал это явление и пришел к выводу, что важную роль в нем играют растворенные в воде вещества, которые при нагревании осаждаются, сообщает EurekAlert.

Под растворенными веществами д-р Катц подразумевает бикарбонаты кальция и магния, которые содержатся в жесткой воде . Когда воду нагревают, эти вещества осаждаются, образуя накипь на стенках чайника. Вода, которая никогда не нагревалась, содержит эти примеси. По мере ее замерзания и образования кристаллов льда концентрация примесей в воде увеличивается в 50 раз. Из-за этого понижается точка замерзания воды . «И теперь вода должна еще остывать, чтобы замерзнуть », – поясняет д-р Катц.

Существует вторая причина, препятствующая замерзанию не нагревавшейся воды . Понижение точки замерзания воды уменьшает разницу температур между твердой и жидкой фазами. «Поскольку скорость, с которой вода теряет тепло, зависит от этой разницы температур, вода, которая не подвергалась нагреванию, хуже остывает» , -комментирует д-р Катц.

По мнению ученого, его теория может быть проверена экспериментально, т. к. эффект Мпембы становится более заметным для более жесткой воды .

И, действительно, может статьи, на которые ссылаемся, стоит читать до конца? Там есть все ответы. И гораздо более толковые, чем тут на mail.ru.

Жизнь замечательных имен

1. Например, горячая вода испаряется интенсивнее, чем холодная. Испаряющаяся вода в холодном воздухе превращается в мелкие кристаллики льда, которые падают в сосуд с водой и, по мере охлаждения воды, становятся зародышами будущих льдинок.

Суть эффекта Мпембы

Под эффектом Мпембы понимают парадокс, суть которого в том, что при определённых обстоятельствах горячая вода замерзает быстрее холодной. Этот феномен был замечен ещё Аристотелем и Декартом. Тем не менее только в 1963 году школьник из Танзании Эрасто Мпемба определил, что горячее мороженое замерзает за более короткое время, чем холодное. Такой вывод он сделал, выполняя задание по поварскому делу.

Он должен был растворить в закипевшем молоке сахар и, охладив его, поместить для замерзания в холодильник. Судя по всему, Мпемба особым усердием не отличался и первую часть задания начал выполнять с опозданием. Поэтому он не стал дожидаться остывания молока, и определил его в холодильник горячим. Он очень сильно удивился, когда оно замерзло ещё быстрее, чем у его одноклассников, которые выполняли работу в соответствии с заданной технологией.

Этот факт очень заинтересовал юношу, и он начал эксперименты с простой водой. В 1969 году журнал Physics Education опубликовал результаты исследований Мпембы и профессора Денниса Осборна из университета в Дар-Эс-Саламе. Описанному ими эффекту дали имя Мпембы. Однако и сегодня феномену нет чёткого объяснения. Все учёные сходятся во мнении, что основная роль принадлежит в этом отличиям свойств охлаждённой и горячей воды, однако каким именно – неизвестно.


Под эффектом Мпембы понимают парадокс, суть которого в том, что при определённых обстоятельствах горячая вода замерзает быстрее холодной. Этот феномен был замечен ещё Аристотелем и Декартом. Тем не менее только в 1963 году школьник из Танзании Эрасто Мпемба определил, что горячее мороженое замерзает за более короткое время, чем холодное. Такой вывод он сделал, выполняя задание по поварскому делу.

История вопроса

О том, что при выполнении ряда условий горячая вода по скорости замерзания опережает холодную, было замечено еще в Средневековье. Объяснению этого феномена затратили немало усилий Френсис Бэкон (Francis Bacon) и Рене Декарт (René Descartes). Однако, с точки зрения классической теплотехники, этот парадокс объяснить невозможно, и о нем старались стыдливо замалчивать. Толчком к продолжению споров послужила несколько курьезная история, случившаяся с танзанийским школьником Эрасто Мпембе (Erasto Mpemba) в 1963 году. Однажды во время урока по приготовлению десертов в школе поваров, мальчик, отвлекшись на посторонние дела, не успел охладить смесь для мороженого вовремя и сунул в морозильную камеру раствор сахара в молоке горячим. На его удивление, продукт охладился несколько быстрее, чем у его соучеников, соблюдающих температурный режим приготовления мороженого.

Пытаясь уяснить сущность явления, мальчик обратился к учителю физики, который, не вдаваясь в подробности, высмеял его кулинарные опыты. Однако Эрасто отличался завидным упорством и продолжил свои эксперименты уже не на молоке, а на воде. Он убедился, что в ряде случаев замерзание горячей воды происходит быстрее, чем холодной.

Поступив в университет в Дар-эс-Саламе (University of Dar es Salaam), Эрасто Мпембе посетил лекцию профессора Дениса Г. Осборна (Dennis G. Osborne). После её окончания студент озадачил ученого проблемой о скорости замерзания воды в зависимости от ее температуры. Д.Г. Осборн высмеял саму постановку вопроса, заявив с апломбом, что любому двоечнику известно, что холодная вода замерзнет быстрее. Однако природное упорство юноши дало о себе знать. Он заключил с профессором пари, предложив здесь же, в лаборатории, провести экспериментальную проверку. Эрасто поместил в морозилку два контейнера с водой, температура которой в одном была равной 95°F (35°C), а во втором – 212°F (100°C). Каково же было удивление профессора и окружающих «болельщиков», когда вода во втором контейнере замерзла быстрее. С тех пор это явление получило название «Парадокса Мпембы».

Однако до настоящего времени нет стройной теоретической гипотезы, объясняющей «Парадокс Мпембы». Не ясно, какие внешние факторы, химический состав воды, наличие в ней растворенных газов и минеральных веществ оказывают влияние на скорость замерзания жидкостей, находящихся при разных температурах. Парадоксальность «Эффекта Мпембы» в том, что он противоречит одному из законов, открытых еще И. Ньютоном, который гласит, что время остывания воды прямо пропорционально разности температур жидкости и окружающей среды. И если все остальные жидкости полностью подчиняются этому закону, то вода в ряде случаев является исключением.


Однако до настоящего времени нет стройной теоретической гипотезы, объясняющей «Парадокс Мпембы». Не ясно, какие внешние факторы, химический состав воды, наличие в ней растворенных газов и минеральных веществ оказывают влияние на скорость замерзания жидкостей, находящихся при разных температурах. Парадоксальность «Эффекта Мпембы» в том, что он противоречит одному из законов, открытых еще И. Ньютоном, который гласит, что время остывания воды прямо пропорционально разности температур жидкости и окружающей среды. И если все остальные жидкости полностью подчиняются этому закону, то вода в ряде случаев является исключением.

Сегодня день рождения

Но не все эксперты согласны с такой трактовкой эффекта Мпембы. Кто-то обвиняет экспертов в том, что их теория могла бы предсказать новое свойство воды. Однако его нет в привычном понимании. Химик Ричард Заре из Стэнфордского университета вовсе считает, что быстрое замерзание горячей воды преимущественно зависит от испарения.

Почему горячая вода замерзает быстрее чем холодная? Эффект Мпембы

Oyunçu kontrollarını göstərin

  • Tarixində dərc edildi 10 Fev 2019
  • Байки Бояршинова
    «Какая вода замерзает быстрее холодная или горячая?» – попробуйте задать вопрос своим знакомым, скорее всего большинство из них ответят, что быстрее замерзает холодная вода – и допустят ошибку. На самом деле, если одновременно поставить в морозильную камеру два одинаковых по форме и объёму сосуда, в одном из которых будет холодная вода, а в другом горячая, то быстрее замёрзнет именно горячая вода. Подобное утверждение может показаться абсурдным и неразумным. Если следовать логике, то горячая вода должна сначала остыть до температуры холодной, а холодная в этой время должна уже уже превратится в лёд. Так почему же горячая вода обгоняет холодную на пути к замерзанию? Попробуем разобраться.
    Подпишись на канал БОРИС БОЯРШИНОВ azclip.net/user/БорисБояршинов

Интересно, разный ли объём занимает “горячая” вода и получившийся из неё лёд? Ведь что при нагреве что при замерзании вода увеличивается в объёме. Возможно ли, что нагретой воде проще установить молекулярные(или какие там по науке) связи, и организовать их в кристаллическую решетку т.к. нет нужды устанавливать необходимые расстояния между молекулами? Либо требуемое для этого время существенно меньше? И диффузию кстати тоже со счетов скидывать не стоит? Что ответят светлые головы профану?

Почему горячая вода замерзает быстрее чем холодная? Эффект Мпембы

Показать панель управления

  • Опубликовано: 10 фев 2019
  • Байки Бояршинова
    «Какая вода замерзает быстрее холодная или горячая?» – попробуйте задать вопрос своим знакомым, скорее всего большинство из них ответят, что быстрее замерзает холодная вода – и допустят ошибку. На самом деле, если одновременно поставить в морозильную камеру два одинаковых по форме и объёму сосуда, в одном из которых будет холодная вода, а в другом горячая, то быстрее замёрзнет именно горячая вода. Подобное утверждение может показаться абсурдным и неразумным. Если следовать логике, то горячая вода должна сначала остыть до температуры холодной, а холодная в этой время должна уже уже превратится в лёд. Так почему же горячая вода обгоняет холодную на пути к замерзанию? Попробуем разобраться.
    Подпишись на канал БОРИС БОЯРШИНОВ thexvid.com/user/БорисБояршинов
Читайте также:  Неизвестная планета сближается с Землей: пугающее открытие, краткое описание, фото, отзывы астрономов

досмотрел до конца. серьезно чтоли ученые умы нахрюкать не могут почему горячая вода быстрее замерзает? в школу срочно

Вы можете написать и разместить на портале статью.

• Горячая вода замерзает быстрее холодной. Большинство экспертов утверждают, что холодная вода замерзнет быстрее, чем горячая. Но одно забавное явлений (так называемый эффект Мемба), по непонятным причинам, доказывает обратное: Горячая вода замерзает быстрее холодной. Одним из нескольких объяснений является процесс испарения: если очень горячую воду поместить в холодную среду, то вода начнет испаряться (оставшееся количество воды замерзнет быстрее). И согласно законам химии это совсем не миф, и вероятнее всего именно это преподаватель хотел от нас услышать.

Почему горячая вода замерзает быстрее? Эффект Мпембы

Например, вопрос о том, почему чайник шумит при закипании, приводит, в конце концов, к такой серьезной инженерной проблеме, как кавитация. Уменьшение кавитации, происходящей на винтах судов или на лопатках турбин, повышает срок службы этих устройств и делает их работу эффективной.

С другой стороны, в некоторых случаях кавитацию стараются повысить — например, при ультразвуковой чистке деталей или при разбивании камней в почках. Или при ультразвуковом же растворении жира в теле, что является мечтой едва ли не каждой женщины.

«Детские» вопросы хороши еще тем, что заражают серьезных ученых «вирусом» любопытства. Любопытство — одна из причин, побуждающих их к научной деятельности. Любопытство — фермент, оживляющий бег мысли. Без любопытства господин профессор превращается в бронзовый памятник, с любопытством — бегает непослушным мальчишкой, смеется и щупает то, что, казалось бы, трогать руками строго запрещено. Иногда такое поведение может привести к открытию, иногда — нет. Но всегда прививка любопытства ужасно приятна господину профессору.

Это событие произошло давным-давно, в 1963 году, в далекой африканской стране Танганьике, которая через год объединилась с Занзибаром и стала называться Танзанией. Школьник Эрасто Мпемба выполнял задание по кулинарии (были в их школе такие уроки). Надо было приготовить молочное мороженое: смешать на огне молоко, воду и сахар, остудить и поставить в холодильник, чтобы получить ледышку. Один из стаканчиков с приготовленной смесью Мпемба поставил в холодильник, не охладив как следует. К его удивлению, именно этот стаканчик замерз и превратился в мороженое первым.

Горячая жидкость остыла быстрее холодной? Это кажется невероятным! Строго говоря, это нарушение фундаментального закона термодинамики за номером 1!

Не удивительно, что учитель физики, которому Эрасто рассказал о своем парадоксальном эксперименте, поднял его на смех. Но школьник был упрям и памятлив. Когда в их школу пригласили из столичного университета профессора физики Дениса Осборна (Denis G. Osborne), чтобы он прочитал лекцию школьникам, мальчик рассказал новому преподавателю о своем нетривиальном эксперименте.

Осборну самому стало любопытно. Вернувшись в университет, он поставил несколько экспериментов и обнаружил, что Эрасто Мпемба прав: горячая вода замерзала быстрее холодной. Результаты своих исследований он опубликовал в 1969 году. Автором статьи был также Эрасто Мпемба, который тогда уже учился в одном из местных колледжей.

В жаркой Африке никто не заливал зимой дворовых катков для юных конькобежцев и хоккеистов. Потому и не знали здесь о маленькой хитрости, известной в далекой России: каток надо заливать горячей водой — быстрее застынет. Еще одно проявление «эффекта Мпембы«!

Так танзанийский школьник стал известен еще до того, как закончил школу. Ученые же физики продолжали исследовать странное поведение горячей воды при нагревании. И продолжают. Дело в том, что до сих пор нет объяснения эффекта Мпембы, которое удовлетворило бы всех ученых.

Простая на вид задача оказалась недостаточно четко сформулированной. Во-первых, что такое «точка замерзания»? Во-вторых, можно ли сказать, что холодная и горячая вода отличаются только начальной температурой? Может быть, есть и другие физические отличия, которые коррелируют с температурой воды и как раз и определяют, какая из жидкостей, горячая или холодная, застынет быстрее?

В общем, сейчас существует несколько объяснений странного поведения нагретой воды при замерзании:

1. Горячая вода испаряется интенсивнее, чем холодная. Испаряющаяся вода в холодном воздухе превращается в мелкие кристаллики льда, которые падают в сосуд с водой и по мере охлаждения воды становятся зародышами будущих льдинок.

2. Или же испарение горячей воды уменьшает общий объем воды в сосуде. Меньшее количество воды остывает быстрее.

3. Еще одно объяснение опирается на то, что в горячей воде меньше центров последующей кристаллизации, воздушных пузырьков или пылинок. В результате этого горячая вода при охлаждении некоторое время не замерзает, переохлаждается, а затем застывает очень быстро, почти мгновенно.

4. В горячей воде расстояние между молекулами становится больше, поскольку кинетическая энергия каждой молекулы вырастает. В результате этого потенциальная энергия связи между двумя молекулами тоже возрастает. При охлаждении воды, когда молекулы сближаются, запасенная энергия высвобождается и выделяется в пространство, вызывая дополнительное охлаждение.

5. И точка зрения прямо противоположная. По мере нагревания связи между молекулами воды ослабевают, и они занимают позиции, более близкие к тем, в которых находятся, когда образуются кристаллы льда. Когда температура воды достигает точки кристаллизации, дополнительной энергии на разрыв прежних связей уже не требуется и лед образуется быстрее. Если же до температуры кристаллизации остывает холодная вода, требуется некоторое время и некоторая энергия для того, чтобы разорвать прежние связи.

6. Наконец, есть и такое мнение: эффект Мпембы — псевдоэффект. Если провести эксперимент так, чтобы устранить все посторонние влияния (одинаковые объемы воды, один ее химический и физический состав, одинаковые материалы сосудов, в которых происходит охлаждение, специальный холодильник), то более горячая вода будет застывать позже, чем более холодная. Первое начало термодинамики спасено! Ура!

А что же наиболее интересно в эффекте Мпембы для нас? Да то, что любопытство — движущая сила любого знания. А также то, что не следует стесняться задавать «детские» вопросы, на которые, бывает, и умные ученые не смогут дать однозначного и простого ответа. Поскольку, по словам Эйнштейна, вынесенным в эпиграф, и сами недостаточно четко понимают природу некоторых, казалось бы, простых веществ. Таких, как, например, обычная вода.

«Детские» вопросы хороши еще тем, что заражают серьезных ученых «вирусом» любопытства. Любопытство — одна из причин, побуждающих их к научной деятельности. Любопытство — фермент, оживляющий бег мысли. Без любопытства господин профессор превращается в бронзовый памятник, с любопытством — бегает непослушным мальчишкой, смеется и щупает то, что, казалось бы, трогать руками строго запрещено. Иногда такое поведение может привести к открытию, иногда — нет. Но всегда прививка любопытства ужасно приятна господину профессору.

Почему горячая вода замерзает раньше холодной?

ЛУЧШИЙ ОТВЕТ

Парадоксальный эффект люди наблюдали ещё с давних времён, но никто не придавал ему особого значения. Так не состыковки по скорости замерзания холодной и горячей воды отмечал в своих записях Арестотель, а также Рене Декарт и Френсис Бэкон. Необычное явление часто проявлялось в быту.

Долгое время явление никак не изучалось и не вызывало особого интереса среди учёных.

Начало изучения необычного эффекта было положено в 1963 году когда любознательный школьник из Танзании — Эрасто Мпемба, заметил, что горячее молоко для мороженного замерзает быстрее чем холодное. В надежде получить объяснение причин возникновения необычного эффекта, молодой человек задал вопрос своему учителю физики в школе. Однако учитель лишь посмеялся над ним.

Позднее Мпемба повторил эксперимент, однако в своём опыте он использовал уже не молоко, а воду и парадоксальный эффект вновь повторился.

Спустя 6 лет — в 1969 году Мпемба задал этот вопрос профессору физики Деннису Осборну приехавшему в его школу. Профессора заинтересовало наблюдение юноши, в итоге был проведён эксперимент, который подтвердил наличие эффекта, однако причин данного феномена установлено не было.

С тех пор явление называли эффектом Мпембы.

За всю историю научных наблюдений было выдвинуто множество гипотез о причинах возникновения феномена.

Так в 2012 году британским Королевским химическим обществом бы объявлен конкурс гипотез, объясняющих эффект Мпембы. В конкурсе участвовали учёные со всего Мира, всего было зарегистрировано 22 000 научных работ. Не смотря на столь внушительное количество статей, ни одна из них не внесла ясности в парадокс Мпембы.

Наиболее распространённой была версия согласно которой, горячая вода замерзает быстрее, так как она просто быстрее испаряется, её объём становится меньше, и по мере уменьшения объёма, скорость её остывания увеличивается. Самая распространённая версия в итоге была опровергнута так как был проведён эксперимент, в котором было исключено испарение, а эффект тем не менее подтверждался.
Другие учёные считали, что причина эффекта Мпембы заключается в испарении растворённых в воде газов. По их мнению, в процессе нагревания испаряются растворённые в воде газы, за счёт чего она обретает более высокую плотность чем холодная. Как известно, повышение плотности приводит к изменению физических свойств воды (увеличению теплопроводности), а следовательно и увеличению скорости охлаждения.

Помимо этого, был выдвинут ряд гипотез, описывающих скорость циркуляции воды, в зависимости от температуры. Во многих исследованиях была предпринята попытка установить взаимосвязь между материалом контейнеров в которых располагалась жидкость. Очень многие теории казались весьма правдоподобными, однако научно подтвердить их не удавалось из-за недостатка исходных данных противоречиях в других экспериментах, или же из-за того, что выявленные факторы были просто не сопоставимы со скоростью охлаждения воды. Некоторые учёные в своих работах ставили под сомнение существование эффекта.
В 2013 году, исследователи из Технологического университета Наньян в Сингапуре заявили, что разгадали загадку эффекта Мпембы. Согласно проведённому ими исследованию, причина феномена кроется в том, что количество энергии, запасённой в водородных связях между молекулами холодной и горячей воды существенно отличается.
Методы компьютерного моделирования показали следующие результаты: чем выше температура воды, тем большим оказывается расстояние между молекулами из-за того, что отталкивающие силы увеличиваются. А следовательно водородные связи молекул растягиваются, запасая большее количество энергии. При охлаждении молекулы начинают сближаться друг с другом, высвобождая энергию из водородных связей. При этом отдача энергии сопровождается понижением температуры.

В октябре 2017 года Испанские физики в ходе очередного исследования выяснили, что большую роль в формировании эффекта играет именно выведение вещества из равновесия (сильный нагрев перед сильным охлаждением). Они определили условия при которых вероятность проявления эффекта максимальна. Помимо этого, ученые из Испании подтвердили существование обратного эффекта Мпембы. Они выявили, что при нагревании более холодный образец может достичь высокой температуры быстрее, чем теплый.

Не смотря на исчерпывающие сведения и многочисленные эксперименты, учёные намерены продолжать изучение эффекта.

Эффект Мпембы в реальной жизни

В зимнее время каток заливают горячей водой, а не холодной.

Делают это потому, что каток залитый горячей водой замёрзнет быстрее, чем если бы его заливали холодной. По той же причине горячей водой заливают горки в зимних ледовых городках.

Таким образом, знание о существовании феномена позволяет людям сэкономить время при подготовке площадок для зимних видов спорта.

Помимо этого, эффект Мпембы иногда используется и в промышленности — для сокращения времени заморозки продуктов, веществ и материалов, содержащих воду.

Наиболее распространённой была версия согласно которой, горячая вода замерзает быстрее, так как она просто быстрее испаряется, её объём становится меньше, и по мере уменьшения объёма, скорость её остывания увеличивается. Самая распространённая версия в итоге была опровергнута так как был проведён эксперимент, в котором было исключено испарение, а эффект тем не менее подтверждался.
Другие учёные считали, что причина эффекта Мпембы заключается в испарении растворённых в воде газов. По их мнению, в процессе нагревания испаряются растворённые в воде газы, за счёт чего она обретает более высокую плотность чем холодная. Как известно, повышение плотности приводит к изменению физических свойств воды (увеличению теплопроводности), а следовательно и увеличению скорости охлаждения.

Ссылка на основную публикацию