สิ่งมหัศจรรย์อยู่ใกล้ตัว: ทำไมน้ำร้อนจึงกลายเป็นน้ำแข็งได้เร็วกว่าน้ำเย็น ข้อเท็จจริงที่ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับน้ำ

เรื่องราวนี้เริ่มต้นเมื่อกว่าครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา แต่ยังไม่ได้รับการคลี่คลายจนถึงทุกวันนี้ และทั้งหมดเป็นเพราะไม่ว่าจิตใจที่อยากรู้อยากเห็นนับพันจากทั่วโลกจะพยายามแค่ไหน พวกเขาไม่สามารถหาวิธีแก้ปัญหาที่ถูกต้องสำหรับ Mpemba ได้เท่านั้น

ในปี 1963 นักเรียนชาวแอฟริกันที่ไม่เด่นสะดุดตาชื่อ Erasto Mpemba สังเกตเห็นสิ่งแปลกประหลาด: ส่วนผสมไอศกรีมอุ่น ๆ จะแข็งตัวเร็วกว่าส่วนผสมที่เย็นลง

การสังเกตดูไม่น่าเชื่ออย่างยิ่งจนครูฟิสิกส์ได้แต่หัวเราะเยาะกับการค้นพบนักทดลองผู้เคราะห์ร้ายรายนี้ อย่างไรก็ตาม Erasto มั่นใจว่าเขาพูดถูกและไม่กลัวที่จะกลายเป็นตัวตลกอีกครั้ง หลังจากนั้นไม่นาน เขาก็ถามคำถามลื่นๆ กับ Denis Osborne ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัย Dar es Salaam ประเทศแทนซาเนีย นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ด่วนสรุปและตัดสินใจศึกษาปัญหา จากนั้นในปี 1969 วารสาร Physics Education ได้ตีพิมพ์เนื้อหาที่อธิบายความขัดแย้งของ Mpemba

ในแวดวงวิทยาศาสตร์ พวกเขาจำได้ทันทีว่ามีสิ่งที่คล้ายกันนี้ได้ถูกกล่าวไว้แล้วโดยจิตใจที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในอดีต ตัวอย่างเช่น ฉันยังได้กล่าวถึงชาวเมืองปอนทัสชาวกรีกโบราณด้วย ซึ่งในระหว่างการตกปลาในฤดูหนาว ได้ใช้น้ำอุ่นและแช่ต้นอ้อไว้ในนั้นเพื่อให้แข็งเร็วขึ้น หลายศตวรรษต่อมา ฟรานซิส เบคอนเขียนว่า “น้ำที่เย็นเล็กน้อยจะแข็งตัวง่ายกว่าน้ำที่เย็นสนิทมาก”

โดยทั่วไป คำถามนี้เก่าแก่พอ ๆ กับโลก แต่สิ่งนี้กระตุ้นให้เกิดความสนใจในวิธีแก้ปัญหาเท่านั้น ในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา มีหลายทฤษฎีที่ถูกหยิบยกขึ้นมาเพื่ออธิบายผลกระทบของ Mpemba มีแนวโน้มมากที่สุดที่ได้รับการประกาศในปี 2556 ในงานกาล่าที่จัดขึ้นโดย Royal Society of Chemistry แห่งบริเตนใหญ่ สมาคมวิชาชีพได้ศึกษาความคิดเห็น 22,000 (!) รายการและระบุความคิดเห็นได้เพียงหนึ่งรายการเท่านั้นที่เป็นของ Nikola Bregović

นักเคมีชาวโครเอเชียชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของกระบวนการพาความร้อนและการทำให้ของเหลวเย็นลงเป็นพิเศษเมื่อของเหลวแข็งตัว

นี่คือวิธีการอธิบายปรากฏการณ์เหล่านี้ใน Wikipedia:

• น้ำเย็นเริ่มแข็งตัวจากด้านบน ส่งผลให้กระบวนการแผ่รังสีความร้อนและการพาความร้อนช้าลง ส่งผลให้สูญเสียความร้อนในขณะที่ น้ำร้อนเริ่มแข็งตัวจากด้านล่าง
• ของเหลวที่ทำความเย็นยิ่งยวดคือของเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิการตกผลึกที่ความดันที่กำหนด ของเหลวที่ระบายความร้อนด้วยความเย็นยิ่งยวดได้มาจากของเหลวปกติโดยการทำให้เย็นลงโดยไม่มีจุดศูนย์กลางการตกผลึก

ทั่วโลกและเช็คมูลค่า 1,000 ปอนด์ถือเป็นรางวัลที่ดี อย่างไรก็ตาม Erasto Mpemba และ Denis Osborne เป็นผู้ต้อนรับผู้ชนะ

scienceblogs.com

อุณหภูมิของน้ำควรเป็นเท่าใดก่อนแช่แข็ง?

ยังไม่มีคำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถามนี้ แม้ว่า Royal Society of Chemistry ได้ตัดสินใจแล้ว แต่ก็ยังไม่ได้หยุดการอภิปรายโดยสิ้นเชิง สมมติฐานใหม่ยังคงถูกหยิบยกขึ้นมาและมีการโต้แย้งอยู่

แม้ว่าจะมีเบาะแสเล็กน้อย แต่นิตยสารวิทยาศาสตร์ยอดนิยม New Scientist ได้ทำการวิจัยและได้ข้อสรุปว่า เงื่อนไขที่ดีที่สุดเพื่อทำซ้ำเอฟเฟกต์ Mpemba - น้ำสองภาชนะที่มีอุณหภูมิ 35 และ 5 °C

ดังนั้นหากเหลือเวลาน้อยมากก่อนเริ่มงานปาร์ตี้ ให้เทน้ำที่มีอุณหภูมิพอๆ กับอุณหภูมิห้องในฤดูร้อน ดีหรือเย็น น้ำประปาเป็นการดีกว่าที่จะไม่ใช้มัน

21.11.2017 11.10.2018 อเล็กซานเดอร์ เฟิร์ตเซฟ

« น้ำใดแข็งตัวเร็วกว่าเย็นหรือร้อน?“ - ลองถามคำถามกับเพื่อน ๆ ส่วนใหญ่แล้วพวกเขาจะตอบว่าน้ำเย็นแข็งตัวเร็วกว่า - และพวกเขาจะทำผิดพลาด

ในความเป็นจริง หากคุณวางภาชนะสองใบที่มีรูปร่างและปริมาตรเท่ากันในช่องแช่แข็ง โดยภาชนะหนึ่งมีน้ำเย็นและอีกใบร้อน น้ำร้อนก็จะแข็งตัวเร็วขึ้น

ข้อความดังกล่าวอาจดูไร้สาระและไม่มีเหตุผล หากคุณทำตามตรรกะ น้ำร้อนจะต้องเย็นลงจนถึงอุณหภูมิน้ำเย็นก่อน และในเวลานี้น้ำเย็นควรกลายเป็นน้ำแข็งแล้ว

แล้วเหตุใดน้ำร้อนจึงเอาชนะน้ำเย็นจนกลายเป็นน้ำแข็ง? ลองคิดดูสิ

ประวัติความเป็นมาของการสังเกตและการวิจัย

ผู้คนสังเกตเห็นผลกระทบที่ขัดแย้งกันนี้มาตั้งแต่สมัยโบราณ แต่ไม่มีใครให้ความสำคัญกับมันมากนัก ดังนั้น Arestotle เช่นเดียวกับ Rene Descartes และ Francis Bacon จึงตั้งข้อสังเกตในบันทึกของพวกเขาถึงความไม่สอดคล้องกันของอัตราการแช่แข็งของน้ำเย็นและน้ำร้อน ปรากฏการณ์ที่ไม่ธรรมดามักเกิดขึ้นในชีวิตประจำวัน

เป็นเวลานานแล้วที่ปรากฏการณ์นี้ไม่ได้รับการศึกษา แต่อย่างใดและไม่กระตุ้นความสนใจในหมู่นักวิทยาศาสตร์มากนัก

การศึกษาผลกระทบที่ผิดปกตินี้เริ่มต้นขึ้นในปี 1963 เมื่อ Erasto Mpemba เด็กนักเรียนที่อยากรู้อยากเห็นจากแทนซาเนียสังเกตเห็นว่านมร้อนสำหรับไอศกรีมแข็งตัวเร็วกว่านมเย็น ด้วยความหวังที่จะได้รับคำอธิบายถึงสาเหตุของผลกระทบที่ผิดปกติ ชายหนุ่มจึงถามครูฟิสิกส์ที่โรงเรียน อย่างไรก็ตาม ครูเพียงแต่หัวเราะเยาะเขา

ต่อมา Mpemba ทำการทดลองซ้ำ แต่ในการทดลองของเขาเขาไม่ได้ใช้นมอีกต่อไป แต่ใช้น้ำ และผลที่ขัดแย้งกันก็เกิดขึ้นซ้ำอีกครั้ง

6 ปีต่อมาในปี 1969 Mpemba ได้ถามคำถามนี้กับศาสตราจารย์ฟิสิกส์ Dennis Osborn ซึ่งมาโรงเรียนของเขา ศาสตราจารย์สนใจในการสังเกตของชายหนุ่ม และเป็นผลให้มีการทดลองเพื่อยืนยันการมีอยู่ของผลกระทบ แต่ไม่ได้ระบุสาเหตุของปรากฏการณ์นี้

นับแต่นั้นมาก็ได้เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า เอฟเฟ็กต์เอ็มเพมบา.

ตลอดประวัติศาสตร์ของการสังเกตทางวิทยาศาสตร์ มีการตั้งสมมติฐานมากมายเกี่ยวกับสาเหตุของปรากฏการณ์

ดังนั้นในปี 2012 British Royal Society of Chemistry จะประกาศการแข่งขันของสมมติฐานที่อธิบายผลกระทบของ Mpemba นักวิทยาศาสตร์จากทั่วทุกมุมโลกเข้าร่วมการแข่งขัน มีผู้ลงทะเบียนทั้งสิ้น 22,000 คน งานทางวิทยาศาสตร์- แม้จะมีบทความจำนวนมากที่น่าประทับใจ แต่ก็ไม่มีบทความใดที่ทำให้เกิดความชัดเจนกับความขัดแย้งของ Mpemba

เวอร์ชันที่พบบ่อยที่สุดคือตามที่น้ำร้อนแข็งตัวเร็วขึ้น เนื่องจากระเหยเร็วขึ้น ปริมาตรก็เล็กลง และเมื่อปริมาตรลดลง อัตราการทำความเย็นก็จะเพิ่มขึ้น เวอร์ชันที่พบบ่อยที่สุดถูกข้องแวะในที่สุดเนื่องจากมีการทดลองโดยไม่รวมการระเหย แต่อย่างไรก็ตามผลลัพธ์ก็ได้รับการยืนยัน

นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ เชื่อว่าสาเหตุของปรากฏการณ์ Mpemba คือการระเหยของก๊าซที่ละลายในน้ำ ในความเห็นของพวกเขาในระหว่างกระบวนการให้ความร้อนก๊าซที่ละลายในน้ำจะระเหยออกไปซึ่งทำให้ได้รับมากขึ้น ความหนาแน่นสูงกว่าความเย็น ดังที่ทราบกันดีว่าการเพิ่มความหนาแน่นทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง คุณสมบัติทางกายภาพน้ำ (การนำความร้อนเพิ่มขึ้น) และส่งผลให้อัตราการทำความเย็นเพิ่มขึ้น

นอกจากนี้ยังมีการเสนอสมมติฐานจำนวนหนึ่งที่อธิบายอัตราการไหลเวียนของน้ำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ การศึกษาจำนวนมากได้พยายามสร้างความสัมพันธ์ระหว่างวัสดุของภาชนะบรรจุซึ่งมีของเหลวอยู่ หลายทฤษฎีดูเหมือนเป็นไปได้มาก แต่ก็ไม่สามารถยืนยันทางวิทยาศาสตร์ได้เนื่องจากขาดข้อมูลเบื้องต้น ความขัดแย้งในการทดลองอื่นๆ หรือเนื่องจากปัจจัยที่ระบุไม่สามารถเทียบเคียงได้กับอัตราการทำความเย็นของน้ำ นักวิทยาศาสตร์บางคนในงานของพวกเขาตั้งคำถามถึงการมีอยู่ของผลกระทบ

ในปี 2013 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีนันยางในสิงคโปร์อ้างว่าสามารถไขความลึกลับของปรากฏการณ์ Mpemba ได้ จากการวิจัยของพวกเขา สาเหตุของปรากฏการณ์นี้ก็คือปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ในพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำเย็นและน้ำร้อนมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ

วิธีการสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงผลลัพธ์ดังต่อไปนี้ ยิ่งอุณหภูมิของน้ำสูง ระยะห่างระหว่างโมเลกุลก็จะยิ่งมากขึ้นเนื่องจากแรงผลักจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้พันธะไฮโดรเจนของโมเลกุลยืดตัวและกักเก็บพลังงานได้มากขึ้น เมื่อเย็นลง โมเลกุลจะเริ่มเคลื่อนที่เข้าใกล้กัน และปล่อยพลังงานออกจากพันธะไฮโดรเจน ในกรณีนี้การปล่อยพลังงานจะมาพร้อมกับอุณหภูมิที่ลดลง

ในเดือนตุลาคม 2017 นักฟิสิกส์ชาวสเปนในระหว่างการศึกษาอื่นพบว่ามีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของผลกระทบโดยการกำจัดสารออกจากสมดุล (การให้ความร้อนสูงก่อนที่จะเย็นตัวลงอย่างแรง) พวกเขากำหนดเงื่อนไขที่ความเป็นไปได้ของผลกระทบจะเกิดขึ้นสูงสุด นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์จากสเปนยังยืนยันการมีอยู่ของเอฟเฟกต์ Mpemba แบบย้อนกลับ พวกเขาพบว่าเมื่อถูกความร้อน ตัวอย่างที่เย็นกว่าจะมีอุณหภูมิสูงได้เร็วกว่าตัวอย่างที่อุ่นกว่า

แม้จะมีข้อมูลที่ครอบคลุมและการทดลองมากมาย แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ตั้งใจที่จะศึกษาผลกระทบต่อไป

เอฟเฟ็กต์ Mpemba ในชีวิตจริง

คุณเคยสงสัยบ้างไหมว่าทำไม เวลาฤดูหนาวลานสเก็ตกำลังถูกน้ำท่วม น้ำร้อนและไม่หนาวเหรอ? อย่างที่คุณเข้าใจแล้ว พวกเขาทำเช่นนี้เพราะลานสเก็ตที่เต็มไปด้วยน้ำร้อนจะแข็งตัวเร็วกว่าการเติมน้ำเย็น ด้วยเหตุผลเดียวกัน น้ำร้อนจึงถูกเทลงในสไลเดอร์ในเมืองน้ำแข็งในฤดูหนาว

ดังนั้นความรู้เกี่ยวกับการมีอยู่ของปรากฏการณ์ทำให้ผู้คนประหยัดเวลาในการเตรียมสถานที่ สายพันธุ์ฤดูหนาวกีฬา

นอกจากนี้ บางครั้งเอฟเฟกต์ Mpemba ยังใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อลดเวลาการแช่แข็งของผลิตภัณฑ์ สาร และวัสดุที่มีน้ำ

พวกเราส่วนใหญ่รู้แต่เรื่องน้ำเท่านั้นว่าหากไม่มีน้ำ “ก็ไม่มีที่นี่หรือที่นั่น” แต่มันซ่อนความลึกลับไว้มากมายและยังไม่มีการศึกษาคุณสมบัติหลายประการของมัน เรามาดูกันว่านักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบอะไรบ้างแล้ว

น้ำมีกี่รัฐ?

จาก หลักสูตรของโรงเรียนเรารู้ว่าน้ำคือ สารของเหลวซึ่งอาจเป็นของแข็งหรือก๊าซก็ได้ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ในความเป็นจริง มันไม่ได้มีสามสถานะ แต่มีมากกว่านั้น: มีห้าสถานะเมื่อเป็นของเหลว และ 14 เมื่ออยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ และหากน้ำมีเทนอิ่มตัวมากเกินไป ก็อาจติดไฟได้

โลกจะขาดน้ำได้ไหม?

น้ำทั้งหมดกลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์หรือไม่?

ไม่ใช่ทุกคน มาก น้ำสะอาดเมื่อปราศจากสิ่งสกปรก อุณหภูมิที่ต่ำกว่าศูนย์จะไม่เพียงพอ - มันจะยังคงเป็นของเหลว แต่ก็มีเกณฑ์การแช่แข็งของตัวเองเช่นกัน ซึ่งต่ำกว่าน้ำธรรมดาทั่วไป

ประเทศใดมีน้ำที่สะอาดที่สุด?

แน่นอนว่าฉันอยากจะจดจำของเรา แหล่งน้ำและอย่างแรกเลยคือทะเลสาบไบคาล แต่อนิจจาทะเลสาบแห่งหนึ่งจะไม่สร้างสภาพอากาศ แต่ น้ำสะอาดไปหาเพื่อนบ้านของเราดีกว่า - ฟินแลนด์ ตามการศึกษาของ UNESCO ประเทศนี้เกิดขึ้นที่หนึ่งในบรรดา 122 ประเทศทั่วโลก อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาเดียวกัน หนึ่งในเจ็ดของประชากรโลกของเราดื่มน้ำ ซึ่งการใช้น้ำดังกล่าวเป็นอันตรายต่อสุขภาพ...

น้ำไหนจะกลายเป็นน้ำแข็งได้เร็วกว่า - เย็นหรือร้อน?

น่าแปลกที่อันที่สองถึงแม้ว่ามันจะต้องทำให้เย็นสนิทก่อนที่จะแช่แข็งก็ตาม คุณสมบัติของน้ำนี้ถือเป็น ข้อเท็จจริงที่น่าอัศจรรย์: เหตุใดสิ่งนี้จึงเกิดขึ้น นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้อธิบาย บางทีการพิสูจน์ปรากฏการณ์นี้อาจได้รับรางวัลโนเบลสักวันหนึ่ง เช่นเดียวกับทฤษฎีบทปัวน์กาเรที่น่าตื่นเต้น...

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณทำให้น้ำเย็นเกินไป?

เมื่อสิ่งที่กลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ การเปลี่ยนแปลงที่น่าทึ่งเริ่มต้นขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์มาก นักวิทยาศาสตร์ต้องประหลาดใจเมื่อพบว่ามีน้ำแช่แข็งถึง -120° และมีความหนืด ต่ำกว่าศูนย์อีก 15° และกลายเป็นสิ่งที่คล้ายกับแก้ว

น้ำฆ่า

เป็นโรคที่อันตรายที่สุดสำหรับมนุษย์แพร่กระจายผ่านวิธี "น้ำ" ทุกวันนี้การติดเชื้อมากถึง 2/3 ถูกส่งผ่านด้วยวิธีนี้ ตามสถิติทุกๆ ปี ผู้คนบนโลกประมาณ 25 ล้านคนเสียชีวิตจากการดื่มน้ำที่ปนเปื้อน

แต่หากไม่มีเธอก็ไม่มีชีวิต!

ทุกชีวิตบนโลกของเรามีน้ำอยู่ และจะตายหากขาดน้ำ สัตว์ประกอบด้วยน้ำ 75% มันฝรั่งมีน้ำ 76% และแตงโมมีน้ำ 96% ร่างกายมนุษย์มีน้ำประมาณ 70% แต่ตัวเลขนี้จะแตกต่างกันไปตามอายุ ในร่างกายของทารกแรกเกิดมีมากกว่า 85% ในร่างกายของคนชรา - ประมาณ 50% ปรากฎว่าเมื่อเราอายุมากขึ้น เราจะสูญเสียน้ำ และในช่วงชีวิตของเราเราสามารถดื่มน้ำได้ประมาณ 35 ตัน!

นักโภชนาการทางน้ำ

“การนั่งบนขนมปังและน้ำ” หมายถึงการอดอยาก แต่ไม่ใช่จากชีวิตที่ดี แต่คนที่มีน้ำหนักเกินสามารถ "นั่งบนน้ำคนเดียว" ได้จริงๆ โดยกำจัดเครื่องดื่มอื่นๆ ออกจากอาหาร และลดน้ำหนักได้อย่างมาก ตามที่นักโภชนาการกล่าวว่านี่เป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุด วิธีที่มีประสิทธิภาพลดน้ำหนัก

เอฟเฟ็กต์เอ็มเพมบา(ความขัดแย้งของ Mpemba) - ความขัดแย้งที่ระบุว่าน้ำร้อนภายใต้เงื่อนไขบางประการจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น แม้ว่าจะต้องผ่านอุณหภูมิของน้ำเย็นในกระบวนการแช่แข็งก็ตาม ความขัดแย้งนี้เป็นข้อเท็จจริงเชิงทดลองที่ขัดแย้งกับแนวคิดปกติ โดยที่ภายใต้สภาวะเดียวกัน วัตถุที่ได้รับความร้อนมากกว่าจะใช้เวลาในการทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดมากกว่าวัตถุที่มีความร้อนน้อยกว่าเพื่อทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิเดียวกัน

อริสโตเติล, ฟรานซิส เบคอน และเรเน เดส์การตส์สังเกตเห็นปรากฏการณ์นี้ในคราวเดียว แต่ในปี 1963 Erasto Mpemba เด็กนักเรียนชาวแทนซาเนียค้นพบว่าส่วนผสมของไอศกรีมร้อนจะแข็งตัวเร็วกว่าไอศกรีมเย็น

เป็นนักเรียนของ Magambinskaya มัธยมในแทนซาเนีย Erasto Mpemba ทำ งานภาคปฏิบัติในการปรุงอาหาร เขาต้องทำไอศกรีมโฮมเมด โดยต้มนม ละลายน้ำตาลในนั้น ปล่อยให้เย็นลงที่อุณหภูมิห้อง แล้วนำไปแช่ในตู้เย็นเพื่อแช่แข็ง เห็นได้ชัดว่า Mpemba ไม่ใช่นักเรียนที่ขยันเป็นพิเศษและล่าช้าในการทำส่วนแรกของงานให้เสร็จล่าช้า ด้วยกลัวว่าเรียนไม่ทันจึงเอานมร้อนใส่ตู้เย็น เขาประหลาดใจที่มันแข็งตัวเร็วกว่านมของสหายของเขาที่เตรียมตามเทคโนโลยีที่กำหนด

หลังจากนั้น Mpemba ไม่เพียงทดลองกับนมเท่านั้น แต่ยังทดลองกับน้ำธรรมดาด้วย ไม่ว่าในกรณีใด ในฐานะนักเรียนที่โรงเรียนมัธยม Mkwava เขาขอให้ศาสตราจารย์เดนนิส ออสบอร์น จากวิทยาลัยมหาวิทยาลัยในดาร์ เอส ซาลาม (ได้รับเชิญจากผู้อำนวยการโรงเรียนให้บรรยายเรื่องฟิสิกส์แก่นักเรียน) โดยเฉพาะเกี่ยวกับน้ำ: “ถ้าคุณเรียน ภาชนะสองใบที่เหมือนกันซึ่งมีปริมาณน้ำเท่ากัน โดยภาชนะใบหนึ่งมีอุณหภูมิ 35°C และอีกใบมีอุณหภูมิ 100°C แล้วนำไปแช่ในช่องแช่แข็ง จากนั้นในวินาทีนั้นน้ำก็จะแข็งตัวเร็วขึ้น ทำไม ออสบอร์นเริ่มสนใจประเด็นนี้ และในไม่ช้า ในปี 1969 เขาและเอ็มเพมบาก็ได้ตีพิมพ์ผลการทดลองของพวกเขาในวารสาร Physics Education ตั้งแต่นั้นมา ผลกระทบที่พวกเขาค้นพบก็ถูกเรียกว่า เอฟเฟ็กต์เอ็มเพมบา.

จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครทราบแน่ชัดว่าจะอธิบายผลกระทบประหลาดนี้ได้อย่างไร นักวิทยาศาสตร์ไม่มีเวอร์ชันเดียวแม้ว่าจะมีหลายเวอร์ชันก็ตาม ทั้งหมดนี้เกี่ยวกับความแตกต่างในคุณสมบัติของน้ำร้อนและน้ำเย็น แต่ยังไม่ชัดเจนว่าคุณสมบัติใดมีบทบาทในกรณีนี้: ความแตกต่างในการทำความเย็นยิ่งยวด การระเหย การก่อตัวของน้ำแข็ง การพาความร้อน หรือผลกระทบของก๊าซเหลวที่มีต่อน้ำที่ อุณหภูมิที่แตกต่างกัน

ความขัดแย้งของเอฟเฟกต์ Mpemba คือช่วงเวลาที่ร่างกายเย็นลงจนถึงอุณหภูมิ สิ่งแวดล้อมจะต้องเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างร่างกายนี้กับสิ่งแวดล้อม กฎนี้ก่อตั้งขึ้นโดยนิวตันและได้รับการยืนยันในทางปฏิบัติหลายครั้งตั้งแต่นั้นมา ด้วยเหตุนี้ น้ำที่มีอุณหภูมิ 100°C จะเย็นลงถึงอุณหภูมิ 0°C เร็วกว่าน้ำที่มีอุณหภูมิ 35°C ในปริมาณเท่ากัน

อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ยังไม่ได้หมายความถึงความขัดแย้ง เนื่องจากสามารถอธิบายเอฟเฟกต์ Mpemba ภายในกรอบงานได้ นักฟิสิกส์ชื่อดัง- ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายบางส่วนเกี่ยวกับเอฟเฟกต์ Mpemba:

การระเหย

น้ำร้อนจะระเหยเร็วขึ้นจากภาชนะ จึงทำให้ปริมาตรลดลง และปริมาณน้ำน้อยลงที่อุณหภูมิเดียวกันก็จะแข็งตัวเร็วขึ้น น้ำร้อนที่อุณหภูมิ 100 C จะสูญเสียมวล 16% เมื่อเย็นลงเหลือ 0 C

ผลการระเหยเป็นผลสองเท่า ประการแรก มวลน้ำที่จำเป็นสำหรับการทำความเย็นจะลดลง และประการที่สองอุณหภูมิจะลดลงเนื่องจากความร้อนของการระเหยของการเปลี่ยนจากเฟสน้ำไปเป็นเฟสไอน้ำลดลง

ความแตกต่างของอุณหภูมิ

เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำร้อนและอากาศเย็นมีมากกว่า ดังนั้นการแลกเปลี่ยนความร้อนในกรณีนี้จึงมีความรุนแรงมากขึ้นและน้ำร้อนจะเย็นลงเร็วขึ้น

อุณหภูมิร่างกายต่ำ

เมื่อน้ำเย็นลงต่ำกว่า 0 C น้ำจะไม่แข็งตัวเสมอไป ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ตัวเครื่องอาจผ่านการทำความเย็นแบบซุปเปอร์คูลลิ่ง โดยยังคงเป็นของเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ในบางกรณี น้ำสามารถยังคงเป็นของเหลวได้แม้ที่อุณหภูมิ –20 C

สาเหตุของผลกระทบนี้คือเพื่อให้ผลึกน้ำแข็งก้อนแรกเริ่มก่อตัว จำเป็นต้องมีจุดศูนย์กลางการก่อตัวของคริสตัล หากไม่มีอยู่ในน้ำของเหลว ซูเปอร์คูลลิ่งจะดำเนินต่อไปจนกว่าอุณหภูมิจะลดลงเพียงพอสำหรับผลึกที่จะก่อตัวได้เอง เมื่อพวกมันเริ่มก่อตัวในของเหลวที่มีความเย็นยิ่งยวด พวกมันจะเริ่มเติบโตเร็วขึ้น กลายเป็นน้ำแข็งโคลน ซึ่งจะแข็งตัวเป็นน้ำแข็ง

น้ำร้อนจะไวต่อภาวะอุณหภูมิต่ำกว่าปกติมากที่สุดเนื่องจากการให้ความร้อนจะขจัดก๊าซและฟองที่ละลายในน้ำ ซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางในการก่อตัวของผลึกน้ำแข็งได้

เหตุใดภาวะอุณหภูมิต่ำจึงทำให้น้ำร้อนแข็งตัวเร็วขึ้น ในกรณีที่ น้ำเย็นซึ่งไม่ได้ทำความเย็นเป็นพิเศษ จะเกิดสิ่งต่อไปนี้ ในกรณีนี้ จะมีชั้นน้ำแข็งบางๆ ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของภาชนะ ชั้นน้ำแข็งนี้จะทำหน้าที่เป็นฉนวนระหว่างน้ำกับอากาศเย็น และป้องกันการระเหยออกไปอีก อัตราการก่อตัวของผลึกน้ำแข็งในกรณีนี้จะลดลง ในกรณีของน้ำร้อนที่ต้องทำความเย็นแบบพิเศษ น้ำที่เย็นเป็นพิเศษนั้นจะไม่มีชั้นผิวป้องกันเป็นน้ำแข็ง ดังนั้นจึงสูญเสียความร้อนได้เร็วกว่ามากเมื่อผ่านหลังคาแบบเปิด

เมื่อกระบวนการทำความเย็นยิ่งยวดสิ้นสุดลงและน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง ความร้อนจะสูญเสียไปอย่างมาก และทำให้เกิดน้ำแข็งมากขึ้น

นักวิจัยหลายคนเกี่ยวกับผลกระทบนี้ถือว่าภาวะอุณหภูมิร่างกายลดลงเป็นปัจจัยหลักในกรณีของผลกระทบ Mpemba

การพาความร้อน

น้ำเย็นเริ่มแข็งตัวจากด้านบน ส่งผลให้กระบวนการแผ่รังสีความร้อนและการพาความร้อนแย่ลง ส่งผลให้สูญเสียความร้อน ในขณะที่น้ำร้อนเริ่มแข็งตัวจากด้านล่าง

ผลกระทบนี้อธิบายได้จากความผิดปกติของความหนาแน่นของน้ำ น้ำมีความหนาแน่นสูงสุดที่ 4 C ถ้าคุณทำให้น้ำเย็นลงถึง 4 C และตั้งไว้ที่อุณหภูมิต่ำลง ชั้นผิวน้ำก็จะแข็งตัวเร็วขึ้น เนื่องจากน้ำนี้มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่อุณหภูมิ 4 C น้ำจึงยังคงอยู่บนพื้นผิวจนเกิดเป็นชั้นเย็นบางๆ ภายใต้สภาวะเหล่านี้ ชั้นน้ำแข็งบางๆ จะก่อตัวขึ้นบนผิวน้ำภายในระยะเวลาอันสั้น แต่ชั้นน้ำแข็งนี้จะทำหน้าที่เป็นฉนวนป้องกันชั้นล่างของน้ำซึ่งจะคงอยู่ที่อุณหภูมิ 4 C ดังนั้น กระบวนการต่อไปการระบายความร้อนจะเกิดขึ้นช้าลง

ในกรณีของน้ำร้อน สถานการณ์จะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ชั้นผิวของน้ำจะเย็นตัวเร็วขึ้นเนื่องจากการระเหยและความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากขึ้น นอกจากนี้ชั้นน้ำเย็นยังมีความหนาแน่นมากกว่าชั้นน้ำร้อน ดังนั้นชั้นน้ำเย็นจะจมลงทำให้ชั้นสูงขึ้น น้ำอุ่นสู่พื้นผิว การไหลเวียนของน้ำนี้ทำให้อุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็ว

แต่เหตุใดกระบวนการนี้จึงไม่ถึงจุดสมดุล? เพื่ออธิบายผลกระทบของ Mpemba จากมุมมองของการพาความร้อน จำเป็นต้องถือว่าชั้นน้ำเย็นและร้อนถูกแยกออกจากกัน และกระบวนการพาความร้อนจะดำเนินต่อไปหลังจากที่อุณหภูมิของน้ำเฉลี่ยลดลงต่ำกว่า 4 C

อย่างไรก็ตาม ไม่มีหลักฐานเชิงทดลองที่สนับสนุนสมมติฐานนี้ว่าชั้นน้ำเย็นและร้อนถูกแยกออกจากกันโดยกระบวนการพาความร้อน

ก๊าซที่ละลายในน้ำ

น้ำประกอบด้วยก๊าซที่ละลายอยู่ในนั้นเสมอ - ออกซิเจนและ คาร์บอนไดออกไซด์- ก๊าซเหล่านี้มีความสามารถในการลดจุดเยือกแข็งของน้ำ เมื่อน้ำร้อน ก๊าซเหล่านี้จะถูกปล่อยออกจากน้ำเนื่องจากมีความสามารถในการละลายน้ำได้ อุณหภูมิสูงด้านล่าง. ดังนั้น เมื่อน้ำร้อนถูกทำให้เย็นลง มันจะมีก๊าซที่ละลายน้อยกว่าในน้ำที่ไม่อุ่นเสมอ น้ำเย็น- ดังนั้นจุดเยือกแข็งของน้ำร้อนจึงสูงขึ้นและแข็งตัวเร็วขึ้น บางครั้งปัจจัยนี้ถือเป็นปัจจัยหลักในการอธิบายผลกระทบของ Mpemba แม้ว่าจะไม่มีข้อมูลการทดลองที่ยืนยันข้อเท็จจริงนี้ก็ตาม

การนำความร้อน

กลไกนี้สามารถมีบทบาทสำคัญในการใส่น้ำลงในช่องแช่แข็งของตู้เย็นในภาชนะขนาดเล็ก ภายใต้สภาวะเหล่านี้ จะสังเกตเห็นว่าภาชนะที่มีน้ำร้อนจะละลายน้ำแข็งที่อยู่ด้านล่าง ตู้แช่แข็งจึงปรับปรุงการสัมผัสความร้อนกับผนังช่องแช่แข็งและการนำความร้อน ส่งผลให้ความร้อนถูกดึงออกจากภาชนะน้ำร้อนได้เร็วกว่าภาชนะที่เย็น ในทางกลับกัน ภาชนะที่มีน้ำเย็นจะไม่ทำให้หิมะที่อยู่ด้านล่างละลาย

เงื่อนไขทั้งหมดเหล่านี้ (รวมถึงเงื่อนไขอื่น ๆ ) ได้รับการศึกษาในการทดลองหลายครั้ง แต่ไม่เคยได้รับคำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถามใดที่ให้การสร้างเอฟเฟกต์ Mpemba ได้ร้อยเปอร์เซ็นต์

ตัวอย่างเช่น ในปี 1995 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน David Auerbach ได้ศึกษาผลกระทบของน้ำที่มีความเย็นยิ่งยวดต่อผลกระทบนี้ เขาค้นพบว่าน้ำร้อนซึ่งมีอุณหภูมิเย็นจัดเป็นพิเศษ จะแข็งตัวที่อุณหภูมิสูงกว่าน้ำเย็น และเร็วกว่าน้ำเย็นอย่างหลัง แต่น้ำเย็นจะเข้าสู่สถานะเย็นยิ่งยวดได้เร็วกว่าน้ำร้อน จึงชดเชยความล่าช้าก่อนหน้านี้

นอกจากนี้ ผลลัพธ์ของ Auerbach ยังขัดแย้งกับข้อมูลก่อนหน้านี้ที่ว่าน้ำร้อนสามารถให้ความเย็นยิ่งยวดได้มากขึ้นเนื่องจากมีศูนย์การตกผลึกน้อยลง เมื่อน้ำร้อน ก๊าซที่ละลายอยู่ในนั้นจะถูกกำจัดออกไป และเมื่อถูกต้ม เกลือบางส่วนที่ละลายอยู่ในนั้นก็จะตกตะกอน

ในตอนนี้มีเพียงสิ่งเดียวเท่านั้นที่สามารถระบุได้ - การสร้างเอฟเฟกต์นี้อย่างมีนัยสำคัญขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่ทำการทดลอง แม่นยำเพราะมันไม่ได้ทำซ้ำเสมอไป

โอ.วี. โมซิน

วรรณกรรมแหล่งที่มา:

"น้ำร้อนแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น เหตุใดจึงทำเช่นนั้น?" เจียร์ล วอล์คเกอร์ ใน The Amateur Scientist, Scientific American, Vol. 237 เลขที่ 3, หน้า 246-257; กันยายน พ.ศ. 2520

"การแช่แข็งของน้ำร้อนและน้ำเย็น", G.ส. เคลล์ใน American Journal of Physics, Vol. 37, เลขที่. 5, หน้า 564-565; พฤษภาคม 1969.

"Supercooling และเอฟเฟกต์ Mpemba", David Auerbach ใน American Journal of Physics, Vol. 63, เลขที่. 10, หน้า 882-885; ต.ค. 1995

"ผลกระทบของ Mpemba: เวลาเยือกแข็งของน้ำร้อนและน้ำเย็น", Charles A. Knight, ใน American Journal of Physics, Vol. 64, เลขที่. 5, หน้า 524; พฤษภาคม 1996

มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการที่น้ำจะกลายเป็นน้ำแข็งเร็วขึ้น ร้อนหรือเย็น แต่คำถามนั้นดูแปลกไปเล็กน้อย ความหมายโดยนัยซึ่งทราบจากฟิสิกส์ก็คือ น้ำร้อนยังต้องใช้เวลาในการทำให้เย็นลงเมื่อเทียบกับอุณหภูมิของน้ำเย็นที่ถูกเปรียบเทียบเพื่อที่จะกลายเป็นน้ำแข็ง น้ำเย็นสามารถข้ามขั้นตอนนี้ได้และด้วยเหตุนี้จึงต้องใช้เวลาเพิ่มขึ้น

แต่คำตอบสำหรับคำถามที่ว่าน้ำใดที่แข็งตัวเร็วกว่า - เย็นหรือร้อน - ข้างนอกในช่วงเย็นผู้อยู่อาศัยในละติจูดตอนเหนือรู้ดี ในความเป็นจริง ตามทางวิทยาศาสตร์ ปรากฎว่าไม่ว่าในกรณีใด น้ำเย็นมักจะแข็งตัวเร็วขึ้น

ครูฟิสิกส์ซึ่งได้รับการติดต่อจากเด็กนักเรียน Erasto Mpemba ในปีพ. ศ. 2506 คิดแบบเดียวกันโดยขอให้อธิบายว่าเหตุใดส่วนผสมเย็นของไอศกรีมในอนาคตจึงใช้เวลาในการแข็งตัวนานกว่าไอศกรีมที่คล้ายกัน แต่ร้อน

“นี่ไม่ใช่ฟิสิกส์สากล แต่เป็นฟิสิกส์ Mpemba บางประเภท”

ในเวลานั้นครูเพียงหัวเราะกับสิ่งนี้ แต่เดนิสออสบอร์นศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ซึ่งครั้งหนึ่งเคยไปเยี่ยมโรงเรียนเดียวกันกับที่ Erasto ศึกษาอยู่ยืนยันการทดลองแล้วว่ามีผลกระทบดังกล่าวแม้ว่าจะไม่มีคำอธิบายก็ตาม ในปี 1969 บทความร่วมกันของสองคนนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ยอดนิยมซึ่งบรรยายถึงผลกระทบที่แปลกประหลาดนี้

ตั้งแต่นั้นมาคำถามที่ว่าน้ำใดที่แข็งตัวเร็วขึ้น - ร้อนหรือเย็น - มีชื่อของตัวเอง - เอฟเฟกต์ Mpemba หรือความขัดแย้ง

คำถามนี้มีมานานแล้ว

โดยธรรมชาติแล้วปรากฏการณ์ดังกล่าวเคยเกิดขึ้นมาก่อนและมีการกล่าวถึงในผลงานของนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ไม่เพียงแต่เด็กนักเรียนเท่านั้นที่สนใจปัญหานี้ แต่ Rene Descartes และแม้แต่ Aristotle ก็คิดถึงเรื่องนี้ในคราวเดียวด้วย

แต่พวกเขาเริ่มมองหาแนวทางในการแก้ไขความขัดแย้งนี้เมื่อปลายศตวรรษที่ 20 เท่านั้น

เงื่อนไขที่ Paradox จะเกิดขึ้น

เช่นเดียวกับไอศกรีม มันไม่ง่ายเลย น้ำเปล่าค้างระหว่างการทดลอง ต้องมีเงื่อนไขบางประการเพื่อที่จะเริ่มโต้แย้งว่าน้ำใดแข็งตัวเร็วกว่า - เย็นหรือร้อน อะไรมีอิทธิพลต่อกระบวนการนี้?

ในปัจจุบัน ในศตวรรษที่ 21 มีการเสนอทางเลือกหลายประการที่สามารถอธิบายความขัดแย้งนี้ได้ น้ำแบบไหนที่แข็งตัวเร็วกว่า ร้อนหรือเย็น อาจขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่ามีอัตราการระเหยสูงกว่าน้ำเย็น ดังนั้น ปริมาตรจึงลดลง และเมื่อปริมาตรลดลง ระยะเวลาการแช่แข็งจะสั้นลงกว่าถ้าเราใช้น้ำเย็นที่มีปริมาตรเริ่มแรกเท่าเดิม

คุณละลายน้ำแข็งในช่องแช่แข็งมานานแล้ว

น้ำใดที่แข็งตัวเร็วกว่าและเหตุใดจึงเกิดขึ้นอาจได้รับอิทธิพลจากชั้นหิมะที่อาจมีอยู่ในช่องแช่แข็งของตู้เย็นที่ใช้ในการทดลอง หากคุณนำภาชนะสองใบที่มีปริมาตรเท่ากัน แต่ใบหนึ่งมีน้ำร้อนและอีกใบมีน้ำเย็น ภาชนะที่มีน้ำร้อนจะทำให้หิมะที่อยู่ข้างใต้ละลาย ซึ่งจะทำให้การสัมผัสกันดีขึ้น ระดับความร้อนกับผนังตู้เย็น ภาชนะใส่น้ำเย็นไม่สามารถทำได้ หากมีหิมะปกคลุมอยู่ ห้องทำความเย็นไม่ น้ำเย็นควรจะแข็งเร็วขึ้น

บน-ล่าง

นอกจากนี้ ปรากฏการณ์ที่น้ำกลายเป็นน้ำแข็งเร็วขึ้น - ร้อนหรือเย็น - อธิบายได้ดังนี้ ตามกฎหมายบางประการ น้ำเย็นจะเริ่มแข็งตัวที่ ชั้นบนเมื่อร้อนมันจะตรงกันข้าม - มันเริ่มแข็งตัวจากล่างขึ้นบน ปรากฎว่าน้ำเย็นซึ่งมีชั้นเย็นอยู่ด้านบนโดยมีน้ำแข็งก่อตัวอยู่แล้วทำให้กระบวนการพาความร้อนและการแผ่รังสีความร้อนแย่ลงจึงอธิบายว่าน้ำใดแข็งตัวเร็วกว่า - เย็นหรือร้อน มีการแนบภาพถ่ายจากการทดลองสมัครเล่นมาด้วย ซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนที่นี่

ความร้อนออกไปพุ่งขึ้นด้านบนและไปบรรจบกับชั้นที่เย็นมาก ไม่มีเส้นทางอิสระสำหรับการแผ่รังสีความร้อน ดังนั้นกระบวนการทำความเย็นจึงทำได้ยาก น้ำร้อนไม่มีอุปสรรคขวางทางอย่างแน่นอน อันไหนที่แข็งตัวเร็วกว่า - เย็นหรือร้อน อะไรเป็นตัวกำหนดผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ คุณสามารถขยายคำตอบได้โดยบอกว่าน้ำใด ๆ มีสารบางอย่างละลายอยู่ในนั้น

สิ่งเจือปนในน้ำเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อผลลัพธ์

หากคุณไม่โกงและใช้น้ำที่มีส่วนประกอบเหมือนกันซึ่งมีความเข้มข้นของสารบางชนิดเท่ากัน น้ำเย็นก็จะแข็งตัวเร็วขึ้น แต่หากเกิดสถานการณ์เมื่อเลิกกิจการแล้ว องค์ประกอบทางเคมีมีเฉพาะในน้ำร้อนเท่านั้นและน้ำเย็นไม่มีดังนั้นจึงอาจเป็นไปได้ที่น้ำร้อนจะแข็งตัวเร็วขึ้น สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าสารที่ละลายในน้ำจะสร้างจุดศูนย์กลางการตกผลึก และด้วยจุดศูนย์กลางเหล่านี้จำนวนไม่มาก การเปลี่ยนน้ำให้เป็นสถานะของแข็งจึงเป็นเรื่องยาก อาจเป็นไปได้ด้วยซ้ำว่าน้ำจะถูกทำให้เย็นลงเป็นพิเศษ ในแง่ที่ว่าที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ น้ำจะอยู่ในสถานะของเหลว

แต่เห็นได้ชัดว่าเวอร์ชันเหล่านี้ไม่เหมาะกับนักวิทยาศาสตร์อย่างสมบูรณ์และพวกเขายังคงดำเนินการในประเด็นนี้ต่อไป ในปี 2013 ทีมนักวิจัยในสิงคโปร์กล่าวว่าพวกเขาได้ไขปริศนาอันเก่าแก่ได้

นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนกลุ่มหนึ่งอ้างว่าความลับของผลกระทบนี้อยู่ที่ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ระหว่างโมเลกุลของน้ำในพันธะที่เรียกว่าพันธะไฮโดรเจน

คำตอบจากนักวิทยาศาสตร์ชาวจีน

ต่อไปนี้เป็นข้อมูลเพื่อทำความเข้าใจว่าคุณต้องมีความรู้ด้านเคมีอะไรบ้างเพื่อที่จะเข้าใจว่าน้ำใดแข็งตัวเร็วกว่า - ร้อนหรือเย็น ดังที่ทราบกันดีว่าประกอบด้วยอะตอม H (ไฮโดรเจน) สองอะตอมและอะตอม O (ออกซิเจน) หนึ่งอะตอมซึ่งยึดติดกันด้วยพันธะโควาเลนต์

แต่อะตอมไฮโดรเจนของโมเลกุลหนึ่งก็ถูกดึงดูดไปยังโมเลกุลข้างเคียงด้วยไปยังส่วนประกอบของออกซิเจน พันธะเหล่านี้เรียกว่าพันธะไฮโดรเจน

เป็นที่น่าจดจำว่าในเวลาเดียวกันโมเลกุลของน้ำก็มีผลที่น่ารังเกียจต่อกัน นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าเมื่อน้ำร้อน ระยะห่างระหว่างโมเลกุลของมันจะเพิ่มขึ้น และสิ่งนี้จะอำนวยความสะดวกด้วยแรงผลัก ปรากฎว่าเมื่ออยู่ในระยะห่างเท่ากันระหว่างโมเลกุลในสภาวะเย็น พวกมันสามารถยืดออกได้และมีพลังงานมากขึ้น มันเป็นพลังงานสำรองที่ปล่อยออกมาเมื่อโมเลกุลของน้ำเริ่มเคลื่อนที่เข้ามาใกล้กันนั่นคือการระบายความร้อนเกิดขึ้น ปรากฎว่าพลังงานสำรองที่มากขึ้นในน้ำร้อน และการปลดปล่อยพลังงานที่มากขึ้นเมื่อเย็นลงถึงอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์นั้น เกิดขึ้นเร็วกว่าในน้ำเย็น ซึ่งมีพลังงานสำรองน้อยกว่า แล้วน้ำไหนที่แข็งตัวเร็วกว่า - เย็นหรือร้อน? บนท้องถนนและในห้องปฏิบัติการ ความขัดแย้งของ Mpemba ควรเกิดขึ้น และน้ำร้อนควรกลายเป็นน้ำแข็งเร็วขึ้น

แต่คำถามยังคงเปิดอยู่

มีเพียงการยืนยันทางทฤษฎีของวิธีแก้ปัญหานี้ - ทั้งหมดนี้เขียนด้วยสูตรที่สวยงามและดูเป็นไปได้ แต่เมื่อนำข้อมูลการทดลองที่ทำให้น้ำเย็นเร็วขึ้น - ร้อนหรือเย็น - ถูกนำมาใช้จริงและนำเสนอผลลัพธ์ คำถามเกี่ยวกับความขัดแย้งของ Mpemba ก็ถือว่าปิดได้

กลับ