Esta pregunta me ha desconcertado durante mucho tiempo. Ya hay una pregunta como esta en la Física.SE. La respuesta de juan a la cuestión parece bastante satisfactorio. Pero cuando busqué en google la causa he encontrado esta y esta explicación. Tal vez equivocado, pero creo How Stuff Works es una fuente confiable.
Y aquí está el artículo original.
Estoy muy confundido ahora la lectura de las diferentes explicaciones. Puede alguien por favor, arrojar algo de luz sobre el tema?
Para empezar, "el agua se congela más rápido cuando se inicia caliente" no es muy preciso. Hay un montón de diferentes experimentos que usted puede probar, a través de una amplia gama de condiciones iniciales, que podrían dar resultados diferentes. Wikipedia se cita un artículo Caliente el Agua Puede Congelarse más Rápido Que el Frío por Jeng que examina los enfoques para el problema hasta 2006, y propone una definición más precisa del problema:
Existe un conjunto de parámetros iniciales, y un par de temperaturas, de tal manera que dados dos cuerpos de agua idéntico en estos parámetros, y que sólo difieren en la inicial uniforme de las temperaturas, el caliente se congela antes.
Sin embargo, incluso esa definición todavía tiene problemas, que Jeng reconoce: en primer lugar, está la cuestión de lo que "congelar" significa (algunas formas de hielo, o el agua se congela todo el camino); en segundo lugar, la hipótesis es completamente infalsificable. Incluso si usted restringir la hipótesis de que el rango de condiciones razonablemente alcanzable en la vida cotidiana, para explicar por qué el efecto es mencionado frecuentemente como anécdota, hay, literalmente, un número infinito de posibles condiciones experimentales para probar, y usted puede reclamar siempre que las condiciones correctas sólo no se han probado todavía.
Así, el hecho de que el internet está inundado en una variedad de diferentes explicaciones tiene perfecto sentido: no hay realmente un montón de razones diferentes por las inicialmente más caliente que el agua puede congelarse más rápido de lo que inicialmente el agua más fría, dependiendo de la situación precisa y la definición de "congelar" que utilice.
El papel de un vínculo, O:H-O Bonos Anómala de Relajación Resolver Mpemba Paradoja por Zhang et al., con los resultados que se hizo eco la HowStuffWorks de vídeo, los intentos para resolver el problema de una forma muy específica sub-hipótesis. Se elimina el problema de la definición de la congelación por el tratamiento de la congelación como un proxy para la refrigeración en general, y la medición directa de tasas de enfriamiento en su lugar. Que el diseño experimental implícitamente elimina uno de internet proporcionado por la explicación de la derecha del palo: no puede ser, posiblemente, el sobreenfriamiento, porque si el agua supercools o se solidifica cuando se llega a la temperatura de congelación es completamente distinta a la pregunta de cómo rápidamente se enfría a una temperatura en la que pueda congelarse.
También cohibir el problema mediante la búsqueda de explicaciones que no se puede aplicar a cualquier otro líquido. Después de todo, el efecto Mpemba es acerca de por qué caliente el agua se congela más rápido; nadie está informando anómala de congelación de, por ejemplo, alcohol caliente. Que podría ser porque la gente se congela el agua mucho, y no solemos trabajar con un montón de otros exóticos productos químicos en el día a día de la vida, pero la elección de centrarse en que la restricción hace que el problema más bien definida, y de nuevo implícitamente las normas de un montón de explicaciones posibles antes de tiempo - es decir, no puede tener nada que ver con la evaporación (porque muchos líquidos someterse a la refrigeración por evaporación, y eso es hacer trampa, de todos modos la causa de los cambios de la masa del líquido bajo consideración) o de la conducción de acoplamiento para el estante del congelador (ya que no tiene nada que ver con las propiedades físicas de los líquidos, y todo lo relacionado con una descontrolada entorno experimental, tal como lo explica John Rennie.
Así, no hay realmente sólo una respuesta a "¿por qué el agua caliente congela más rápido que el agua fría", debido a que la pregunta está mal planteada. Si le das a alguien un experimentales específicas de set-up, entonces usted puede conseguir una respuesta específica, y hay un montón de respuestas diferentes para diferentes set-ups. Pero, si usted quiere saber "¿por qué inicialmente-agua más caliente se enfríe más rápido a través de una gama de temperaturas más bajas que el agua que comenzó a esas bajas temperaturas, mientras que ningún otro conocido de líquido parece comportarse de esta manera" (contribuyendo a que la congelación de primera si no supercool), Zhang tiene su respuesta, y es debido a la extraña interacción entre el agua intra - e inter-moleculares de las energías de enlace. Tan lejos como puedo decir, que el documento aún no ha sido replicado, así que usted puede considerar es sin confirmar, pero es un muy bien razonada explicación para una pregunta específica, que es probablemente un factor influyente en un montón de otras enfriamiento-agua caliente situaciones. Hay un artículo de seguimiento, Mpemba Paradoja Revisited -- Numérica de Refuerzo, la cual proporciona la simulación de pruebas para los bonos de la energía explicación, pero en realidad no puede ser considerado como independiente de la confirmación, porque es el mismo de cuatro autores.
Esto ocurre debido a que el enfriamiento afectar de evapourisation.
Como usted debe saber, la temperatura de la lquid es un factor de evapourisation. Así como la temperatura del agua caliente es más, la tasa de evapourisation también es más. Ahora esto es donde los efecto de enfriamiento de evapourisation se lleva a cabo. Como el agua evapourates, se aleja un poco de calor enfriando así el agua caliente . así como una ecuación se puede escribir como: La tasa de enfriamiento de agua caliente = efecto de enfriamiento de evapourisation + efecto de enfriamiento del congelador La tasa de enfriamiento de agua fría = efecto de enfriamiento del congelador
Por lo tanto podemos afirmar que el efecto de enfriamiento de agua caliente es más que el efecto de enfriamiento de agua fría
También hay una cosa más que afecta a la tasa de enfriamiento. Como las diferencias entre la temperatura del entorno y la temperatura del líquido es más en agua caliente que en agua fría, agua caliente de nuevo se enfría más rápido que el agua fría.
Es por efecto de convección. La convección es el fluido (en nuestro escenario) movimiento impulsado por la diferencia de temperatura.
En este caso rallador diferencia de temperatura en el principio - rallador velocidad del líquido en la final. El líquido se enfría cerca de plato de paredes. Esto hace que refrigerados por agua para hundir más rápido en esta parte del plato.
La imagen muestra el movimiento del agua en el plato en ambiente frío. Las flechas muestran el movimiento del fluido de la dirección. Flecha negra muestra el lugar donde no hay intercambio de calor con el medio ambiente. Las flechas azules muestran donde el líquido se enfríe. Flechas horizontales no son importantes - fluido no está acelerado en esta área.
Permite a nombre de:
Un contenedor con agua más caliente en el comienzo del experimento
B - el recipiente con el agua más fría en el comienzo del experimento
En el momento cuando el agua se congela la velocidad de circulación del agua en a es mayor que en B. Rallador de la velocidad del fluido en el plato - rallador de intercambio de calor con el ambiente frío. Circulación de agua por la inercia hace que la inercia (resistencia en el cambio) ratio de intercambio de calor.
Experimento:
Repita el experimento con una densa malla 3D en el interior de los platos. Dicho de una rejilla que impide que los importantes movimientos de convección. La convección movimiento seguirá apareciendo en cada celda de la cuadrícula de forma separada, pero el efecto será insignificante.
La evaporación efecto es insignificante.
Vale la pena notar que no importa lo que la verdad es que hay un momento en donde:
promedio de calor de Un = calor promedio de B
Este es el momento exacto donde Una adelantar a B. En este estado Una tiene alguna otra propiedad en la mejor condición, a continuación, B.
En mi opinión esas propiedades (como he mencionado antes): el impulso del líquido y de la distribución de la temperatura (Una tiene una temperatura más nivelada después de B, B tiene grandes gradientes de temperatura).
A veces se produce.Las moléculas de agua son dipolos posicionado y orientado unidas por enlaces de hidrógeno.Cuando el agua se calienta esta estructura se derrumba (aumento de la entropía).Si después de que el agua es recooled a una temperatura más baja de la estructura no es reconstruido inmediatamente, pero necesitaba un poco de tiempo.Esta vez no siempre está disponible en el interior de un congelador porque el proceso de enfriamiento es rápido.La entropía de reducción de las curvas en función de la temperatura S=f(T) aparecen con retraso (revestimiento) en relación a la entropía de las curvas de crecimiento.En cualquier temperatura T de la entropía S=mclnT durante el enfriamiento es más de esto durante el calentamiento.Así,el agua se calienta y recooled en el arranque de la temperatura,tiene más entropía que antes estaba acalorado.Esto significa que las moléculas tienen ahora la misma energía cinética media,pero el movimiento térmico antes de que la calefacción estaba más orientado por la estructura mencionada anteriormente.Así que,después de recooling aleatoria de las colisiones son más posibles que conducen a la más rápida de la temperatura de reducción.Efecto Mpemba
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