Tại sao nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh?

Bạn biết đấy, nếu bạn sử dụng nước đun sôi để nguội hoặc nóng để làm đá, nước sẽ đông nhanh hơn. Để lý giải hiện tượng này, mời bạn đọc tham khảo bài viết dưới đây!

Đặc điểm của nước là gì?

Nước có ba tính chất rất đặc biệt:

– Thứ nhất: Thể tích của nước đông sẽ lớn hơn nước ở nhiệt độ phòng, do đó không nên sử dụng bình thủy tinh, thủy tinh, bình thủy tinh, sành sứ để bảo quản có thể gây hỏng hóc.
– Thứ hai: Bông tuyết luôn có hình lục giác và tất cả các bông hoa không bao giờ có hình dạng giống nhau.
– Thứ ba: Trong cùng một điều kiện, nước sôi đóng băng nhanh hơn nước lạnh.

Sau khi tìm hiểu đặc điểm của nước giếng, chúng ta hãy giải thích hiện tượng ở đầu bài.

Giải thích khoa học nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh

Phân tử nước được liên kết bởi hai nguyên tử khí, H2 và một nguyên tử O2. Chúng ta thấy rằng nước đóng băng từ trên xuống và từ ngoài vào trong, vì bản chất của nước tức là các phân tử nước lạnh sẽ chìm xuống (vào trong) và nước nóng sẽ nổi lên (ra ngoài).

Khi đặt cốc nước nóng trong môi trường dưới 0 độ C, do sự chênh lệch nhiệt độ đột ngột, sự tuần hoàn của các phân tử nước nóng lên (ra ngoài), lạnh xuống (vào trong) diễn ra nhanh chóng, tạo ra các dòng hải lưu phân tử. Nhờ có dòng điện, các phân tử nước lạnh được đưa vào nhanh chóng nên bên trong đóng băng gần như cùng lúc với bên ngoài cốc nước, như khi chúng ta chiên thực phẩm để chín đều.

Nước nóng khiến nhiệt kế tủ lạnh báo cho bạn biết rằng nhiệt độ ngăn đá chưa đạt. Vì vậy máy nén vẫn tiếp tục hoạt động để loại bỏ nhiệt. Kết quả là ngăn đá sẽ lạnh hơn. Nhiệt độ truyền vào khay nước dựa trên chu vi của nước, chu vi của khay càng lớn thì nó càng đông nhanh. Nước là H2O, khi dung dịch sôi, các nguyên tử sẽ tách ra và tạo thành hơi nước. Khi lạnh đi, các nguyên tử hết thế năng để chuyển động, chuyển động ít hơn, cho đến khi nước đóng băng, các nguyên tử kilôgam có chỗ để chuyển động, và trở nên rắn. Vì vậy, trọng lượng của nước lạnh cao hơn nước nóng, và sẽ chìm xuống.

Khi nóng, các phân tử nước sẽ dao động nhanh hơn, tỏa ra nhiều nhiệt hơn, lúc này giữa các phân tử nước có một khoảng trống lớn do giãn nở. Trong quá trình dao động, các phân tử nước liên tục tạo ra ma sát và chạm vào các phân tử nước đóng băng trong tủ lạnh và nhanh chóng thu hút các phân tử này lấp đầy các khoảng trống trong đó, vì nước nóng. Các phân tử nước nóng chuyển động liên tục và liên tục hút các phân tử nước đóng băng bên ngoài. không khí để lấp đầy khoảng trống một cách nhanh chóng, cho đến khi nhiệt độ giảm xuống, các liên kết bông tuyết được hình thành rất nhanh bởi các phần tử đông lạnh đã ở bên trong và đã hình thành giữa các phần tử xung quanh, mất nhiều thời gian hơn so với trong nước lạnh.

Giải thích bằng hHiệu ứng Mpemba

Hiệu ứng Mpemba là hiện tượng trong những điều kiện nhất định (đôi khi) – khi được làm lạnh cùng nhau, nước nóng có thể đóng băng nhanh hơn nước lạnh. Hiện tượng phụ thuộc vào nhiệt độ và có nhiều tranh cãi về các điều kiện mà hiện tượng có thể được quan sát và bản chất của nó.

Tuy nhiên, rất lâu trước khi Mpemba ra đời, các triết gia vĩ đại trong lịch sử như Aristotle và Descartes cũng đã đề cập đến hiện tượng nước đóng băng kỳ lạ như trên. Sinh viên Erasto B. Mpemba. Mpemba lần đầu tiên phát hiện ra hiện tượng này một cách tình cờ vào năm 1963 trong một lớp học nấu ăn tại trường trung học Magamba, khi ông làm lạnh kem nóng (kem trộn – vẫn còn nóng trước khi cho vào tủ lạnh) và nhận thấy rằng nó cứng nhanh hơn máy đánh trứng lạnh. kem.

Các nhà nghiên cứu đã cố gắng giải thích Hiệu ứng Mpemba bằng nhiều lý thuyết khác nhau, bao gồm ý tưởng rằng thùng chứa ấm hơn giúp nhiệt tiếp xúc với tủ lạnh tốt hơn, dẫn đến truyền nhiệt nhanh hơn; hoặc nước ấm bay hơi nhanh hơn, giúp làm lạnh nước và đẩy nhanh quá trình đóng băng. Tuy nhiên, cả hai giả thuyết đều không được hầu hết các nhà khoa học chấp nhận.