Способность горячей воды замерзать быстрее холодной оставалась загадкой не одно тысячелетие. Лишь теперь ее объяснили разницей в поведении водородных связей при разной температуре.
Странная способность горячей воды в определенных условиях замерзать быстрее, чем холодная, известна человечеству с древнейших времен. Этот эффект упоминается еще у Аристотеля, но в современную науку вошел после домашних экспериментов танганьикского школьника Эрасто Мпембы, и под его именем.
Воспроизвести результаты, продемонстрированные Мпембой и его соавтором, профессором Деннисом Осборном (Denis Osborne), удается не всегда, однако свидетельств в пользу этого странного эффекта, имеется достаточно много. Но вот объяснения «парадоксу Мпембы» нет до сих пор.
Еще в 2012 г. британское Королевское химическое общество объявило конкурс гипотез, объясняющих этот феномен, получив более 22 тыс. статей от ученых всего мира, однако ни одна из них не убедила большинство членов экспертной комиссии. Наиболее популярным объяснением остается испарение: горячая вода испаряется быстрее холодной, поэтому объем ее уменьшается немного быстрее, облегчая замерзание.
С другой стороны, и этот вариант нельзя назвать окончательным: эффект Мпембы демонстрировался и в условиях, исключавших испарение. Новое объяснение предложили недавно ученые из Китая и США, статью которых опубликовал Journal of Chemical Theory and Computation.
Авторы смоделировали поведение короткоживущих кластеров молекул воды, объединенных водородными связями, при разных температурах. Водородные связи намного (примерно в 18-20 раз) слабее обычных ковалентных химических взаимодействий, однако сила их зависит от геометрии взаимного расположения молекул, между которыми эти связи образуются.
По мере нагревания водородные связи ослабевают и, как показало моделирование, молекулы воды в кластерах меняют положение, занимая такие позиции, из которых им проще переходить к кристаллической структуре льда. В холодной воде все происходит так же, только энергии на разрыв водородных связей требуется больше – и замерзание, соответственно, должно проходить медленнее.
Не хочу показаться сильно умным, я о данном парадоксе не знал, но когда начал читать статью для меня было очевидным, что раз такой эффект действительно наблюдается, то можно вспомнить, что у горячей воды молекулы расположены дальше друг от друга и двигаются быстрее. Плюс к этому у замёрзшей воды кристаллическая структура располагает молекулы ещё дальше (лёд "растёт" в объёме) — соответственно, молекулам воды "проще" в энергетическом плане встать в решётку, чем сначала прижиматься друг к другу, а потом опять отодвигаться, образуя кристаллы. То есть превращения происходят по пути наименьшего сопротивления.
Наоборот же
Нет. Лёд в этом плане наверное уникален. Если вы нальёте в банку воду и поставите в морозилку, банка лопнет со воеменем (а пластиковая бутылка разорвётся с большой вероятностью)
Может так на южном полушарии?
Если заморозить литр воды - бутылка сожмется
Ребят, ну стыдно же ну. Хоть бы погуглили. Если б вода не расширялась, трубы б не лопались. С ЗСЭ тоже всё в порядке, плотность льда меньше, но это не мешает ему расширяться (увеличивать расстояние между молекулами)
Беру слова назад,
«сегодня мы узнали много нового»
а закон сохранения энергии куда деть?
Так какой водой надо лед заливать?
Кипяточком