Парадокс мпемби
Ефект Мпемби (Парадокс Мпемби) - парадокс, який говорить, що гаряча вода (при деяких умовах) може замерзнути швидше, ніж холодна. Хоча при цьому вона повинна пройти температуру холодної води в процесі замерзання.
Цей феномен згадували свого часу Аристотель, Френсіс Бекон і Рене Декарт, проте лише в 1963 році танганьікскіе школяр Ераста Мпемби зацікавився причинами того, що гаряча суміш морозива замерзає швидше, ніж холодна. Він звернувся за роз`ясненнями до вчителя фізики, але той лише посміявся над учнем, сказавши наступне: «Це не всесвітня фізика, а фізика Мпемби».
Відео: Чому гаряча вода замерзає швидше холодної. Факти про науку
Це ж питання Мпемби поставив приїхав в школу Деннису Осборну, професору фізики. Проведена експериментальна перевірка підтвердила наявність ефекту, але не дала його пояснення. У 1969 році в журналі «Physics Education» вийшла спільна стаття Мпемби і Осборна, що описує ефект. У тому ж році Джордж Келл з канадського Національного дослідницького ради опублікував статтю з описом явища в «American Journal of Physics».
Є кілька варіантів пояснення цього феномена:
Гаряча вода швидше випаровується з контейнера, зменшуючи тим самим свій обсяг, а менший обсяг води з тією ж температурою замерзає швидше. У герметичних контейнерах холодна вода повинна замерзати швидше.
Наявність снігової підкладки в морозильній камері холодильника. Контейнер з гарячою водою протавали під собою сніг, покращуючи тим самим тепловий контакт із стінкою морозильника. Контейнер з холодною водою не протавали під собою сніг. При відсутності снігового підкладки контейнер з холодною водою повинен замерзати швидше.
Холодна вода починає замерзати зверху, погіршуючи тим самим процеси теплоизлучения і конвекції, а значить і убутку тепла, тоді як гаряча вода починає замерзати знизу. При додатковому механічному перемішуванні води в контейнерах холодна вода повинна замерзати швидше.
Наявність центрів кристалізації в охолоджувальної воді - розчинених в ній речовин. При малій кількості таких центрів перетворення води в лід утруднено 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.
Але однозначної відповіді на питання - які з них забезпечують стовідсоткове відтворення ефекту Мпемби - так і не було отримано.
Вчені Британського Королівського наукового товариства пообіцяли вручити 1000 тому, хто зможе, нарешті, знайти єдино-вірне науково-аргументоване рішення парадоксу Мпемби: «Чому ж, все-таки, гаряча вода замерзає швидше холодної?».
