Kaip tai veikia
|
Karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas?!
2011-03-21 12:33:37 Komentarai (2)
|
Su faktu, kad mūsų smegenis sudaro apie 85 procentai vandens (tik šiek tiek mažiau nei melioną), jau, atrodo, susigyvenome :) Bet va, kad karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas... čia kažkokia nauja sena mistika, pavadinta Mpemba efektu.Na pabandom – paimam du vienodus puodukus. Įpilam į vieną karšto, į kitą šalto vandens. Po lygiai. Įdedam į šaldiklį. Ir vuolia– ledas pirmiausiai susidarys tame puoduke, kur ką tik garavo karštas vanduo. Sakysi, pala palaaa.. Juk karštas vanduo pirma turi atvėsti, o šaltas vanduo jau...šaltas. Tai kaip čia taip gali būti?
Mokslininkai sako – „šitą fenomeną galima paaiškinti keliais būdais“. Štai keli (klausom ištempę ausis :)).
1. Garavimas
Garavimas vyksta greičiau, kai vanduo yra karštas ir vandens paviršius yra didesnis. Eksperimento metu išsiaiškinta, kad šaldant vandenį nuo 100oC iki 0oC, dėl intensyvaus garavimo vanduo praranda apie 16 proc. tūrio. Šis masės praradimas kompensuoja tą laiko intervalą, kuris reikalingas, kad karštas vanduo pasiektų sušalimo temperatūrą.
Sakai, ne ne ne, čia kažkur kitur šuo turėtų būti pakastas, vien tokio argumento nepakanka? Einam toliau.
2. Konvekcija – šilumos perdavimas judančiomis skysčių ar dujų srovėmis.
Didžiausias vandens tankis būna pasiekus 4oC. Jeigu kibirą vandens, kurio temperatūra yra 4oC, padėsi į šaltesnę vietą,labai greitai paviršiuje susiformuos ledo sluoksnis. Tačiau šis sluoksnis taps izoliatoriumi, apsaugojančiu žemiau esantį vandenį, kuris vis dar bus 4o C temperatūros.
Tolimesnis šalimas vyks labai lėtai…
Situacija karšto vandens kibire (ar puoduke) susiklostys šiek tiek kitaip. Paviršiaus vanduo šals žymiai sparčiau dėl garavimo proceso ir didelių temperaturų skirtumų. Šaltas vanduo yra tankesnis nei karštas vanduo žemiau. Jis skęsta, keliant karštą vandenį į paviršių. Tokia vandens cirkuliacija užtikrina greitą temperatūros nukritimą.
Bet kodėl su karštu vandeniu, pasiekus 4 laipsnių temperatūrą, neatsitinka tas pats kaip ir iškart esant 4 laipsnių vandeniui, t.y. neapsitraukia paviršius ledo sluoksniu ir neleidžia greitai šalti vandeniui po ja? Labai geras klausimas, laaabai. Tam, kad paaiškintumėm Mpemba efektą vien per konvekciją, reiktų parodyti, kad karšto ir šalto vandens srovės yra atskirtos ir kad konvekcija gali tęstis, kai vidutinė temperatūra nukrenta žemiau 4.
Na, tai tik viena iš versijų. Yra ir dar. :)
3. Ištirpusios dujos.
Vandenyje visada yra ištirpusių dujų, tokių kaip deguonis ar anglies dioksidas. Šios „priemaišos“ pamažina vandens užšalimo tašką. Kai vanduo yra kaitinamas, daug šių dujų yra išstumiamos dėl jų sumažėjusio tirpumo aukštoje temperatūroje. Kai karštas vanduo atvėsta, jis turi mažiau ištirpusių dujų nei vanduo, kuris nebuvo kaitinamas, todėl jo užšalimo taškas yra aukštesnis ir užšąla greičiau.
Taigi pateikiam tris versijas iš keliolikos galimų, apie kurias mąstė jau Aristotelis.
O gal tu irgi turi savo versiją? :)
Paieška
