Це дійсно так, хоча звучить неймовірно, т.к в процесі замерзаніяпредварітельно нагріта вода повинна пройти температуру холодної води. Тим часом, цей еффектшіроко іспользуется.Напрімер, катки та гірки взимку заливають гарячою, а не холодною водою. Фахівці радять автомобілістам заливати взимку в бачок омивача холодну, а не гарячу воду. Парадокс відомий в світі, як «Ефект Мпемби».

Цей феномен згадували свого часу Аристотель, Френсіс Бекон і Рене Декарт, проте лише в 1963 році на нього звернули увагу професора фізики і спробували дослідити. Все почалося з того, що танзанійський школяр Ераста Мпемби зауважив, що підсолоджене молоко, яке він використовував для приготування морозива, застигає швидше, якщо воно було заздалегідь підігрітий і висунув припущення, що гаряча вода 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».

На щастя, один раз в школі побував Денніс Осборн, професор фізики з університету Дар-ес-Салама. І Мпемби звернувся до нього з тим же питанням. Професор був налаштований менш скептично, сказав, що він не може судити про те, чого ніколи не бачив, і після повернення додому попросив співробітників провести відповідні експерименти. Схоже, вони підтвердили слова хлопчика. У всякому разі, в 1969 році Осборн розповів про роботу з Мпемби в журналі «англ. Physics Education ». У тому ж році Джордж Келл з канадського Національного дослідницького ради опублікував статтю з описом явища в «англ. American Journal of Physics ».

Є кілька варіантів пояснення цього феномена:

• Гаряча вода швидше випаровується, зменшуючи тим самим свій обсяг, а менший обсяг води з тієї ж температурою замерзає швидше. У герметичних контейнерах холодна вода повинна замерзати швидше.
• Наявність снігової підкладки. Контейнер з гарячою водою протавали під собою сніг, покращуючи тим самим тепловий контакт з охолоджуючої поверхнею. Холодна вода 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 в холодній воді перетворення води в лід утруднено і можливо навіть її переохолодження, коли вона залишається в рідкому стані, маючи мінусову температуру.

Нещодавно було опубліковано ще одне пояснення. Д-р Джонатан Катц (Jonathan Katz) з Вашингтонського університету досліджував це явище і прийшов до висновку, що важливу роль в ньому відіграють розчинені у воді речовини, які при нагріванні осідають.
Під розчиненими речовинами д-р Катц увазі бікарбонати кальцію і магнію, які містяться в жорсткій воді. Коли воду нагрівають, ці речовини осідають, вода стає «м'якої». Вода, яка ніколи не нагрівалася, містить ці домішки, вона «жорстка». У міру її замерзання і утворення кристалів льоду концентрація домішок у воді збільшується в 50 разів. Через це знижується точка замерзання води.

Мені це пояснення не здається переконливим, тому що не треба забувати, що ефект був виявлений в дослідах з морозивом, а не з жорсткою водою. Швидше за все причини явища теплофізичні, а не хімічні.

Поки однозначного пояснення парадоксу Мпемби ніхто не почув. Треба сказати, що деякі вчені не вважають цей парадокс заслуговує на увагу. Однак це дуже цікаво, що простий школяр домігся визнання фізичної ефекту і отримав популярність через свою допитливість і наполегливості.

Додано в лютому 2014 р

Замітка була написана в 2011 р З тих пір з'явилися нові дослідження ефекту Мпемби і нові спроби його пояснення. Так, в 2012 р Королівське хімічне товариство Великобританії оголосило міжнародний конкурс на розгадку наукової таємниці "Ефект Мпемби" з призовим фондом 1000 фунтів. Дедлайн було встановлене 30 липня 2012 року. Переможцем став Нікола Бреговік з лабораторії університету Загреба. Він опублікував свою працю, в якому аналізував попередні спроби пояснення цього явища і прийшов до висновку, що вони не переконливі. Запропонована ним модель заснована на фундаментальних властивостях води. Бажаючі можуть знайти роботу за посиланням http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Дослідження на цьому не завершилися. У 2013 р фізики з Сінгапуру теоретично довели причину ефекту Мепемби. Роботу можна знайти за посиланням http://arxiv.org/abs/1310.6514 .

Схожі по тематиці статті на сайті:

451 градус за Фаренгейтом, температура займання паперу?

Медичний інфрачервоний термометр - міфи і реальність

Чому зоряне небо чорне? (Фотометричний парадокс)

Загадка червоного листа

Чому cверкает блискавка і гримить грім?

Чому небо блакитне?