Холодная и горячая вода: секреты кристаллизации

Исследователи со всего мира спорят о таком парадоксе: почему горячая вода замерзает быстрее холодной. Ведь по логике горячей воде нужно время остыть и потом только кристаллизоваться, но… выходит все наоборот. Холодная замерзает дольше, чем теплая вода. Этот факт объясняют по-разному.

Сегодня подтвержденными считаются несколько версий данного явления:

  • Испарение молекул в нагретой воде происходит интенсивнее, а значит, объем и плотность жидкости уменьшается быстрее. Следовательно, меньший объем быстрее и кристаллизуется.
  • Холодная вода замерзает сверху, тогда как горячая снизу. Тепловая убыль, теплоизлучение и конвенция у нагретой жидкости выше.
  • В холодной воде кристаллическая структура микроэлементов более устойчивая, поэтому замерзание происходит труднее.

Отметим, что сам эффект быстрого замерзания горячей воды подтверждается не в 100% случаев. Ученые установили ряд ситуаций, когда холодная жидкость кристаллизуется быстрее.

При какой температуре замерзнет вода?

Кристаллизация воды происходит из-за наличия в её составе органических или минеральных частиц. Например, крупинки песка, глины и прочие микроэлементы. При пониженной температуре воздуха, вокруг этих центров образуются ледяные кристаллы.

Кстати, такими центрами скопления льда могут быть и пузырьки воздуха, а также различные дефекты поверхности — трещины, сколы, вмятины. Соответственно если таких ядер оледенения много, то жидкость замерзнет в разы быстрее. При обычных условиях вода замерзает при температуре 0 градусов Цельсия.

Эффект Мпембы

Как поварёнок из Танзании, Эрасто Мпемба, стал в один ряд с великими мудрецами — Декартом и Аристотелем? Эффект быстрого замерзания горячей воды против холодной привлекал внимание известных философов и ученых много веков назад. Однако вразумительного ответа не было получено. Уже в 1963 году, школьник Мпемба, выполняя домашнюю работу по поварскому делу, установил, что растопленное мороженное кристаллизуется быстрее замороженного образца. Этот случай заинтересовал юношу, который вместе с профессором Деннисом Осборном опубликовал в 1969 году ряд исследований на тему замерзания воды. Однако феномен так и остался не раскрытым.

Ученые сходятся во мнении, что главная причина эффекта Мпембы — это различие в свойствах горячей и холодной воды.

Версия из Сингапура

Коллектив физиков из сингапурского университета также решились на опыт с замораживанием холодной и горячей воды. Как многие знают, формула воды — это, по сути, магнит, где атом кислорода оттягивает электроны водорода на себя. В итоге все молекулы связаны между собой атомарными соединениями водорода. В этом исследователи и видят главное объяснение эффекта Мпембы.

В горячей воды водородные связи не такие прочные, что приводит к ускоренному остыванию жидкости при низкой температуре окружающего воздуха. Правда, это только теоретические расчеты ученых из Сингапура. Что на самом деле приводит парадоксу, остается загадкой.

Уважаемые читатели!
Спасибо, что читаете наш блог! Получайте самые интересные публикации раз в месяц оформив подписку. Новым читателям предлагаем попробовать нашу воду бесплатно, при первом заказе выберите 12 бутылок (2 упаковки) минеральной воды BioVita или питьевой воды Stelmas. Операторы свяжутся с Вами и уточнят детали. Тел. 8 (800) 100-15-15

* Акция для Москвы, МО, Санкт-петербурга, ЛО