Правда ли, что горячая вода замерзает быстрее, чем холодная?

🤓
.
Это действительно так, хотя звучит невероятно, так как в процессе замерзания предварительно нагретая вода должна пройти температуру холодной воды. Между тем, этот эффект очень часто используется. Например, катки и горки зимой заливают горячей, а не холодной водой. А автомобилистам советуют заливать зимой в бачок омывателя холодную, а не горячую воду. Этот парадокс известен как «Эффект Мпембы».
.
Этот феномен упоминали в своё время Аристотель, Френсис Бэкон и Рене Декарт, однако лишь в 1963 году на него обратили внимание профессора физики и начали его исследовать. Изначально, танзанийский школьник Эрасто Мпемба увидел, что подслащенное молоко для приготовления мороженного застывает быстрее, если оно было предварительно нагрето. Он выдвинул предположение, что горячая вода замерзает быстрее, чем холодная. Затем, Эрасто обратился за объяснениями к учителю физики, но тот лишь посмеялся над учеником.
.
К счастью, однажды в школе побывал Деннис Осборн, профессор физики из университета Дар-эс-Салама. Мпемба обратился к нему с тем же вопросом. Профессор ответил, что не может судить о том, чего никогда не видел, и по возвращении домой попросил сотрудников провести эксперименты. Похоже, они подтвердили слова мальчика. Во всяком случае, в 1969 году Осборн рассказал о работе с Мпембой в журнале «Physics Education». В том же году Джордж Келл из канадского Национального исследовательского совета опубликовал статью с описанием явления в «American Journal of Physics».
.
Есть несколько вариантов объяснения этого парадокса:
.
🔸Горячая вода быстрее испаряется, уменьшая тем самым свой объем, а меньший объем воды с той же температурой замерзает быстрее. В герметичных контейнерах холодная вода должна замерзать быстрее.
.
🔸Наличие снеговой подкладки. Под контейнером с горячей водой тает снег, улучшая тем самым тепловой контакт с охлаждающей поверхностью. Холодная вода не протаивает под собой снег. Если снеговой подкладки нет - контейнер с холодной водой должен замерзать быстрее.
.
🔸 Холодная вода начинает замерзать сверху, ухудшая тем самым процессы теплоизлучения и конвекции, а значит и убыли тепла. А вот горячая вода начинает замерзать снизу. При дополнительном механическом перемешивании воды в контейнерах холодная вода должна замерзать быстрее.
.
🔸Наличие центров кристаллизации в охлаждаемой воде — растворенных в ней веществ. При малом количестве таких центров в холодной воде превращение воды в лед затруднено и возможно даже ее переохлаждение, когда она остается в жидком состоянии, имея минусовую температуру.
.
Тем не менее, ученые пока еще не пришли к какому-то одному выводу. Исследования этого интересного феномена продолжаются!