Як швидко перетворити воду в кубики льоду

Відразу відкриємо карти: гаряча чи тепла вода замерзає швидше, ніж холодна або холодна. Цей парадокс називають ефект Мпембы. Про те, чому він спрацьовує всупереч логіці і якої температури повинна бути вода, щоб вона швидше перетворилася в лід, читайте в нашій статті.
Ефект Мпембы
Ця історія почалася більше півстоліття тому, але не отримала розв’язки і донині. А все тому, що, як би не намагалися тисячі допитливих умів з усієї планети, їм ніяк не вдається знайти єдино вірне рішення загадки Мпембы.
У 1963 році непримітний африканський учень по імені Ераст Мпемба (Erasto Mpemba) помітив одну особливість: тепла суміш для морозива застигає швидше, ніж охолоджена.
Спостереження здавалося настільки неймовірним, що вчителю фізики залишалося лише посміятися над відкриттям невдалого експериментатора. Однак Ераст був упевнений у своїй правоті і не побоявся знову стати посміховиськом: трохи пізніше він підняв слизьке питання перед Денисом Осборном (Denis Osborne), професором Університету Дар-ес-Салам, Танзанія. Учений не став кидатися поспішними висновками і вирішив вивчити проблему. Після чого в 1969 році журналу Physics Education опублікував матеріал, що описує парадокс Мпембы.
У наукових колах тут же пригадали, що щось схоже вже говорили найвидатніші уми минулих часів. Наприклад, ще Аристотель згадував про жителів давньогрецького Понта, які під час зимової риболовлі нагрівали воду і мочили в ній очерет, щоб той швидше затвердівали. Багато століть потому Френсіс Бекон писав: «Трохи прохолодна вода замерзає набагато легше, ніж зовсім холодна».
Загалом, питання старий як світ, але це лише підігріває інтерес до розгадки. Протягом кількох останніх десятиліть висувалося чимало теорій, що пояснюють ефект Мпембы. Найбільш ймовірні з них були озвучені в 2013 році на урочистому заході, проведеному Королівським хімічним товариством Великобританії. Професійна асоціація вивчила 22 000 (!) думок і виділила серед них лише одне, що належить Миколі Бреговичу (Nikola Bregovic).
Хорватська хімік вказав на важливість процесів конвекції і переохолодження рідини при її замерзанні.
Ось як ці явища описані у «Вікіпедії»:
Холодна вода починає замерзати зверху, сповільнюючи тим самим процеси теплового випромінювання та конвекції, а значить, і втрат тепла, тоді як гаряча вода починає замерзати знизу.
Переохлажденная рідина — рідина, що має температуру нижче температури кристалізації при даному тиску. Переохлажденная рідина виходить із звичайної шляхом охолодження при відсутності центрів кристалізації.
Всесвітнє визнання і чек на 1 000 фунтів стали хорошою винагородою. До речі, переможця вітали Ераст Мпемба і Денис Осборн.
scienceblogs.com
Якою повинна бути температура води перед заморожуванням
На це питання однозначної відповіді немає. Королівське хімічне товариство хоч і визначилося, але не припинив суперечки остаточно. Досі висуваються нові гіпотези і звучать спростування.
Хоча є невелика зачіпка: науково-популярний журнал New Scientist провів дослідження і прийшов до висновку, що найкращі умови для повторення ефекту Мпембы — дві ємності води з температурою 35 і 5 °C.
Таким чином, якщо до вечірки залишилося зовсім небагато часу, залийте у формочки для льоду воду, температура якої порівнянна з кімнатною температурою жарким літом. Колодязну або прохолодну водопровідну воду краще не використовувати.