Почему горячая вода превращается в лёд быстрее холодной?

Нет

нет

А мож наоборот?

Потому что она имеет больше молекул, и при охлождении они вцепляются в друг друга сильнее чем в холодной воде. Наверно так....

Горячая вода иногда застывает быстрее холодной - но почему? Этот любопытный феномен озадачивал ученых веками, но сейчас появились свидетельства что данный эффект может быть вызван наличием примесей.

Феномен более быстрого замерзания горячей воды известен под названием "эффект Мпембы". Он назван так в честь танзанийского школьника Эрасто Мпембы. Физики придумывали всевозможные теории, объясняющие этот феномен, такие как: быстрое испарение уменьшает объем горячей воды; слой льда изолирует холодную воду; разные концентрации растворов. Но найти разгадку было очень тяжело, так как эффект непостоянен - холодная вода также может застыть быстрее.

Джеймс Браунридж (James Brownridge), который контролирует радиационную безопасность в государственном университете Нью-Йорка (State University of New York at Binghamton), считает что ключ к разгадке кроется в непостоянстве результатов. За последние 10 лет он провел сотни экспериментов на эффект Мпемба в свое свободное время, и получил свидетельства что эффект основан на изменчивом феномене переохлаждения.

"Вода редко застывает при 0oC," рассказал Браунридж, - "Обычно вода переохлаждается, и начинает замерзать при более низкой температуре". Точка замерзания зависит от примесей в воде, которые оказывают влияние на формирование кристаллов льда. В воде могут содержаться различные примеси: частички пыли, растворенная соль или бактерии. В зависимости от вида примесей меняется температура замерзания. Примесь с самой высокой точкой замерзания определяет температуру замерзания воды.

Браунридж проводит опыт таким образом: две пробы воды одной и той же температуры - допустим вода из под крана 20oC - в закрытой посуде охлаждается в холодильнике. Одна проба замерзнет быстрее, предположительно из-за того что смесь примесей в ней имеет более высокую температуру замерзания.

Если разница примесей достаточно велика, то проявится эффект Мпембы. Браунридж выбрал образец с самой высокой температурой замерзания и нагрел его до 80oC, тогда как другие образцы были комнатной температуры. Затем он положил все образцы в холодильник. Горячая вода всегда застынет быстрее, если ее точка замерзания как минимум на 5oC больше, рассказал Браунридж.

Может показаться невероятным что смещение финишной черты всего на 5oC достаточно, чтобы образец с начальной температурой на 60oC выше застыл быстрее. Но чем больше температурная разница между объектом и окружающей средой (в данном случае холодильником) - тем быстрее объект охлаждается. Поэтому более горячий образец очень быстро остынет, достигнув своей точки замерзания, например в -2oC, быстрее чем более холодная вода достигнет точки замерзания в -7oC.

Почему никто не замечал этого раньше? Браунридж рассказал, что другие люди недостаточно контролировали условия проведения эксперимента чтобы можно было проверять один фактор за раз. Например, необходимо контролировать тип контейнера, положение образца в холодильнике и так далее.

Эта работа врядли положит конец спорам вокруг эффекта Мпембы. Джонатан Катц (Jonathan Katz) из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, Миссури (Washington University in St Louis, Missouri), отнесся к теории Браунриджа со скептицизмом. Согласно теории Катца, нагревание повышает точку замерзания воды, выпаривая примеси, такие как диоксид углерода. Это значит что само по себе нагревание уже повышает шансы что вода замерзнет быстрее, в отличие от более непостоянных результатов Браунриджа. "Возможно он обнаружил эффект переохлаждения, который напоминает эффект Мпембы", - заявил Катц.

Это выдумка какого -то африканского школьника, обошедшая весь мир. Я много раз встречал в форумах сообщения людей, проверявших это в своем холодильнике. Результат неизменно отрицательный. Как ей и полагается, холодная вода замерзает быстрее горячей.

кинетическая энергия молекул горячей воды выше чем холодной, соответственно она активней её лишается, отдавая тепло (энергию) и быстрее переходит в другое агрегатное состояние (твердое) , проверено на опыте - одна из особенностей воды, как например расширение при остывании, остальные вещества сжимаются))))

гарячая вода отдает больше енергии. За счёт этого она и остывает.

Горячая вода быстрее испаряется из контейнера, уменьшая таким образом свой объем, а меньший объем воды с той же температурой замерзает быстрее. В герметичных контейнерах холодная вода должна замерзать быстрее.
Холодная вода начинает замерзать сверху, ухудшая тем самым процессы теплоизлучения и конвекции, а значит и убыли тепла, тогда как горячая вода начинает замерзать снизу. При дополнительном механическом перемешивании воды в контейнерах холодная вода должна замерзать быстрее.
но точного ответа так и нет.

Возьмите две ёмкости и одну наполните горячей водой, а другую холодной. Поставьте обе в морозильную камеру и увидите своими глазами: горячая вода превратится в лёд быстрее, чем холодная. Казалось бы, всё должно быть наоборот, ведь горячей воде надо сначала остыть до температуры своей «соперницы» , в то время как холодная может приступить к замерзанию сразу же.

И, тем не менее: горячая вода превращается в лёд при более высокой температуре, чем холодная. Однако если замерять именно скорость замерзания, то холодная вода делает это быстрее.

Этот феномен замечали в своё время Аристотель, Френсис Бэкон и Рене Декарт. Но он стал широко известен совсем недавно - только в 1963, благодаря старшекласснику из Танзании. Парень по имени Эрасто Б. Мпемба как-то раз замораживал готовую смесь для приготовления мороженого и обнаружил, что горячая смесь замерзает быстрее, чем холодная. Он обратился за разъяснениями к учителю физики, но тот лишь посмеялся над учеником, сказав следующее: "Это не всемирная физика, а физика Мпембы".
Эрасто, к счастью, оказался настойчивым и уговорил учителя провести эксперимент, который и подтвердил его наблюдения. Физику, конечно, никто не переименовал, но открытый старшеклассником феномен называется теперь "Эффектом Мпембы".

Никто точно не знает, как объяснить этот странный эффект. У учёных нет единой версии, хотя предположений несколько. Всё дело в разнице свойств горячей и холодной воды, но пока не понятно, какие именно свойства играют роль в этом случаем: разница в сверхохлаждении, испарении, формировании льда, конвекции или воздействии разжиженных газов на воду при разных температурах

• Горячая вода замерзает быстрее холодной. Большинство экспертов утверждают, что холодная вода замерзнет быстрее, чем горячая. Но одно забавное явлений (так называемый эффект Мемба) , по непонятным причинам, доказывает обратное: Горячая вода замерзает быстрее холодной. Одним из нескольких объяснений является процесс испарения: если очень горячую воду поместить в холодную среду, то вода начнет испаряться (оставшееся количество воды замерзнет быстрее) . И согласно законам химии это совсем не миф, и вероятнее всего именно это преподаватель хотел от нас услышать.

• Кипяченая вода замерзает быстрее водопроводной воды. Несмотря на предыдущее объяснение, некоторые эксперты утверждают, что кипяченая вода, остывшая до комнатной температуры, должна замерзнуть быстрее, потому что в результате кипения сокращается количество кислорода.

• Холодная вода закипает быстрее горячей воды. Если горячая вода замерзает быстрее, то, возможно, холодная вода быстрее закипает! Это противоречит здравому смыслу и ученые утверждают, что этого просто не может быть. Горячая вода с крана на самом деле должна закипать быстрее, чем холодная. Но, используя горячую воду для кипячения, вы не экономите энергию. Возможно вы и потратите меньше газа или света, но водонагреватель будет использовать то же количество энергии, которое необходимо для нагревания холодной воды. (С солнечной энергией дело обстоит немного иначе) . В результате нагревания воды водонагревателем, может появиться осадок, поэтому вода будет нагреваться дольше.

• Если в воду добавить соль, она закипит быстрее. Соль увеличивает температуру кипения (и соответственно понижает температуру замерзания – вот почему некоторые хозяйки добавляют в мороженное немного каменной соли) . Но нас в данном случае интересует другой вопрос: как долго вода будет закипать и может ли температура кипения в этом случае подняться выше 100°C). Несмотря на то, что пишут в кулинарных книгах, ученые утверждают, что количество соли, которое мы добавляем в кипящую воду, недостаточно для того, чтобы повлиять на время или температуру кипения.

у горячей воды молекулы свободно двигаются, плотность меньше чем у холодной воды

Горячая вода иногда застывает быстрее холодной - но почему? Этот любопытный феномен озадачивал ученых веками, но сейчас появились свидетельства что данный эффект может быть вызван наличием примесей.

Феномен более быстрого замерзания горячей воды известен под названием "эффект Мпембы". Он назван так в честь танзанийского школьника Эрасто Мпембы. Физики придумывали всевозможные теории, объясняющие этот феномен, такие как: быстрое испарение уменьшает объем горячей воды; слой льда изолирует холодную воду; разные концентрации растворов. Но найти разгадку было очень тяжело, так как эффект непостоянен - холодная вода также может застыть быстрее.

Джеймс Браунридж (James Brownridge), который контролирует радиационную безопасность в государственном университете Нью-Йорка (State University of New York at Binghamton), считает что ключ к разгадке кроется в непостоянстве результатов. За последние 10 лет он провел сотни экспериментов на эффект Мпемба в свое свободное время, и получил свидетельства что эффект основан на изменчивом феномене переохлаждения.

"Вода редко застывает при 0oC," рассказал Браунридж, - "Обычно вода переохлаждается, и начинает замерзать при более низкой температуре". Точка замерзания зависит от примесей в воде, которые оказывают влияние на формирование кристаллов льда. В воде могут содержаться различные примеси: частички пыли, растворенная соль или бактерии. В зависимости от вида примесей меняется температура замерзания. Примесь с самой высокой точкой замерзания определяет температуру замерзания воды.

Браунридж проводит опыт таким образом: две пробы воды одной и той же температуры - допустим вода из под крана 20oC - в закрытой посуде охлаждается в холодильнике. Одна проба замерзнет быстрее, предположительно из-за того что смесь примесей в ней имеет более высокую температуру замерзания.

Если разница примесей достаточно велика, то проявится эффект Мпембы. Браунридж выбрал образец с самой высокой температурой замерзания и нагрел его до 80oC, тогда как другие образцы были комнатной температуры. Затем он положил все образцы в холодильник. Горячая вода всегда застынет быстрее, если ее точка замерзания как минимум на 5oC больше, рассказал Браунридж.

Может показаться невероятным что смещение финишной черты всего на 5oC достаточно, чтобы образец с начальной температурой на 60oC выше застыл быстрее. Но чем больше температурная разница между объектом и окружающей средой (в данном случае холодильником) - тем быстрее объект охлаждается. Поэтому более горячий образец очень быстро остынет, достигнув своей точки замерзания, например в -2oC, быстрее чем более холодная вода достигнет точки замерзания в -7oC.

Почему никто не замечал этого раньше? Браунридж рассказал, что другие люди недостаточно контролировали условия проведения эксперимента чтобы можно было проверять один фактор за раз. Например, необходимо контролировать тип контейнера, положение образца в холодильнике и так далее.

Эта работа врядли положит конец спорам вокруг эффекта Мпембы. Джонатан Катц (Jonathan Katz) из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, Миссури (Washington University in St Louis, Missouri), отнесся к теории Браунриджа со скептицизмом. Согласно теории Катца, нагревание повышает точку замерзания воды, выпаривая примеси, такие как диоксид углерода. Это значит что само по себе нагревание уже повышает шансы что вода замерзнет быстрее, в отличие от более непостоянных результатов Браунриджа. "Возможно он обнаружил эффект переохлаждения, который напоминает эффект Мпембы", - заявил Катц.