Molti ricercatori hanno proposto e continuano a presentare le loro versioni sul perché acqua calda si congela più velocemente del freddo. Sembrerebbe un paradosso: per congelare, l'acqua calda deve prima raffreddarsi. Tuttavia, il fatto rimane un dato di fatto e gli scienziati lo spiegano in modi diversi.

Versioni principali

Al momento, ci sono diverse versioni che spiegano questo fatto:

1. Poiché l’acqua calda evapora più velocemente, il suo volume diminuisce. E il congelamento di una quantità minore di acqua alla stessa temperatura avviene più velocemente.
2. Lo scomparto congelatore del frigorifero è dotato di un rivestimento anti-neve. Un contenitore contenente acqua calda scioglie la neve sottostante. Ciò migliora il contatto termico con il congelatore.
3. Il congelamento dell'acqua fredda, a differenza dell'acqua calda, inizia dall'alto. Allo stesso tempo, la convezione e l'irraggiamento del calore peggiorano e, di conseguenza, la perdita di calore.
4. L'acqua fredda contiene centri di cristallizzazione, sostanze disciolte in essa. Se il loro contenuto in acqua è piccolo, la glassa è difficile, sebbene allo stesso tempo sia possibile il superraffreddamento, quando a temperature inferiori allo zero ha uno stato liquido.

Anche se in tutta onestà possiamo dire che questo effetto non è sempre osservato. Molto spesso l’acqua fredda congela più velocemente dell’acqua calda.

A quale temperatura si congela l'acqua

Perché l'acqua si congela? Contiene una certa quantità di particelle minerali o organiche. Potrebbero essere, ad esempio, piccolissime particelle di sabbia, polvere o argilla. Quando la temperatura dell'aria diminuisce, queste particelle diventano i centri attorno ai quali si formano i cristalli di ghiaccio.

Il ruolo dei nuclei di cristallizzazione può essere svolto anche da bolle d'aria e crepe nel contenitore contenente acqua. La velocità del processo di trasformazione dell'acqua in ghiaccio è in gran parte influenzata dal numero di tali centri: se ce ne sono molti, il liquido si congela più velocemente. In condizioni normali, con normale pressione atmosferica, l'acqua passa allo stato solido da liquido a una temperatura di 0 gradi.

L'essenza dell'effetto Mpemba

L'effetto Mpemba è un paradosso, la cui essenza è che in determinate circostanze l'acqua calda si congela più velocemente dell'acqua fredda. Questo fenomeno fu notato da Aristotele e Cartesio. Tuttavia, fu solo nel 1963 che lo scolaro tanzaniano Erasto Mpemba stabilì che il gelato caldo impiegava più tempo a congelarsi. poco tempo che freddo. Ha fatto questa conclusione mentre completava un compito di cucina.

Doveva sciogliere lo zucchero nel latte bollito e, dopo averlo raffreddato, metterlo in frigorifero a congelare. Apparentemente Mpemba non era particolarmente diligente e iniziò tardi a completare la prima parte del compito. Pertanto, non aspettò che il latte si raffreddasse e lo mise caldo nel frigorifero. È rimasto molto sorpreso quando si è congelato ancora più velocemente di quello dei suoi compagni di classe, che stavano svolgendo il lavoro secondo la tecnologia fornita.

Questo fatto interessò moltissimo il giovane e iniziò gli esperimenti con l'acqua naturale. Nel 1969, la rivista Physics Education pubblicò i risultati della ricerca di Mpemba e del professor Dennis Osborne dell'Università di Dar Es Salaam. All'effetto che descrissero fu dato il nome Mpemba. Tuttavia, ancora oggi non esiste una spiegazione chiara del fenomeno. Tutti gli scienziati concordano sul fatto che il ruolo principale in questo appartiene alle differenze nelle proprietà dell'acqua refrigerata e calda, ma cosa non è noto esattamente.

Versione di Singapore

Anche i fisici di una delle università di Singapore erano interessati alla domanda su quale acqua si congela più velocemente: calda o fredda? Un team di ricercatori guidati da Xi Zhang ha spiegato questo paradosso proprio con le proprietà dell'acqua. Tutti gli altri con giorni di scuola La composizione dell'acqua è nota: un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno. L'ossigeno in una certa misura allontana gli elettroni dall'idrogeno, quindi la molecola è un certo tipo di "magnete".

Di conseguenza, alcune molecole nell'acqua sono leggermente attratte l'una dall'altra e sono unite da un legame idrogeno. La sua forza è molte volte inferiore a quella di un legame covalente. I ricercatori di Singapore ritengono che la spiegazione del paradosso di Mpemba risieda proprio nei legami idrogeno. Se le molecole d'acqua sono poste molto strettamente insieme, un'interazione così forte tra le molecole può deformare il legame covalente al centro della molecola stessa.

Ma quando l’acqua viene riscaldata, le molecole legate si allontanano leggermente l’una dall’altra. Di conseguenza, al centro delle molecole si verifica il rilassamento dei legami covalenti con il rilascio dell'energia in eccesso e il passaggio a un livello energetico inferiore. Ciò porta al fatto che l'acqua calda inizia a raffreddarsi rapidamente. Almeno questo è ciò che mostrano i calcoli teorici effettuati dagli scienziati di Singapore.

Acqua congelata all'istante - 5 trucchi incredibili: video

Sembrerebbe che la buona vecchia formula H 2 O non contenga segreti. Ma in realtà l'acqua, la fonte della vita e il liquido più famoso al mondo, è piena di molti misteri che a volte persino gli scienziati non riescono a risolvere.

Ecco i 5 più fatti interessanti sull'acqua:

1. L’acqua calda congela più velocemente dell’acqua fredda

Prendiamo due contenitori con acqua: versiamo l'acqua calda in uno e versiamo l'acqua calda nell'altro. acqua fredda e metteteli nel congelatore. L'acqua calda si congela più velocemente dell'acqua fredda, anche se logicamente l'acqua fredda avrebbe dovuto prima trasformarsi in ghiaccio: dopotutto, l'acqua calda deve prima raffreddarsi alla temperatura fredda e poi trasformarsi in ghiaccio, mentre l'acqua fredda non ha bisogno di raffreddarsi. Perché sta succedendo?

Nel 1963, Erasto B. Mpemba, uno studente delle scuole superiori in Tanzania, stava congelando una miscela di gelato e notò che la miscela calda si solidificava più velocemente nel congelatore rispetto a quella fredda. Quando il giovane ha condiviso la sua scoperta con il suo insegnante di fisica, ha solo riso di lui. Fortunatamente, lo studente è stato tenace e ha convinto l'insegnante a condurre un esperimento che ha confermato la sua scoperta: in determinate condizioni, l'acqua calda congela effettivamente più velocemente dell'acqua fredda.

Ora questo fenomeno per cui l’acqua calda si congela più velocemente dell’acqua fredda è chiamato “effetto Mpemba”. È vero, molto prima di lui questa proprietà unica dell'acqua fu notata da Aristotele, Francis Bacon e René Descartes.

Gli scienziati non comprendono ancora appieno la natura di questo fenomeno, spiegandolo con la differenza tra sottoraffreddamento, evaporazione, formazione di ghiaccio, convezione o con l'effetto dei gas liquefatti sull'acqua calda e fredda.

Nota di X.RU sull'argomento "L'acqua calda congela più velocemente dell'acqua fredda".

Poiché i problemi del raffreddamento sono più vicini a noi, specialisti della refrigerazione, ci permetteremo di approfondire un po' l'essenza di questo problema e di dare due opinioni sulla natura di un fenomeno così misterioso.

1. Uno scienziato dell'Università di Washington ha proposto una spiegazione per un misterioso fenomeno noto fin dai tempi di Aristotele: perché l'acqua calda congela più velocemente dell'acqua fredda.

Il fenomeno, chiamato effetto Mpemba, è ampiamente utilizzato nella pratica. Ad esempio, gli esperti consigliano agli automobilisti di versare acqua fredda, non calda, nel serbatoio della lavatrice in inverno. Ma cosa sia alla base di questo fenomeno è rimasto sconosciuto per molto tempo.

Il dottor Jonathan Katz dell'Università di Washington ha studiato questo fenomeno ed è giunto alla conclusione che le sostanze disciolte nell'acqua, che precipitano quando riscaldate, svolgono un ruolo importante, riferisce EurekAlert.

Sotto disciolto sostanze dott. Katz si riferisce ai bicarbonati di calcio e magnesio, che si trovano nell'acqua dura. Quando l'acqua viene riscaldata, queste sostanze precipitano formando incrostazioni sulle pareti del bollitore. L'acqua che non è mai stata riscaldata contiene queste impurità. Quando si congela e si formano cristalli di ghiaccio, la concentrazione di impurità nell'acqua aumenta di 50 volte. Per questo motivo, il punto di congelamento dell'acqua diminuisce. "E ora l'acqua deve raffreddarsi ulteriormente per congelare", spiega il Dr. Katz.

C'è una seconda ragione che impedisce il congelamento dell'acqua non riscaldata. L'abbassamento del punto di congelamento dell'acqua riduce la differenza di temperatura tra la fase solida e quella liquida. "Poiché la velocità con cui l'acqua perde calore dipende da questa differenza di temperatura, l'acqua che non è stata riscaldata si raffredda meno bene", commenta il Dr. Katz.

Secondo lo scienziato, la sua teoria può essere testata sperimentalmente, perché L'effetto Mpemba diventa più evidente per l'acqua più dura.

2. L'ossigeno più l'idrogeno più il freddo creano il ghiaccio. A prima vista, questa sostanza trasparente sembra molto semplice. In realtà, il ghiaccio è pieno di molti misteri. Il ghiaccio, creato dall'africano Erasto Mpemba, non pensava alla fama. Le giornate erano calde. Lui voleva ghiaccio alla frutta. Prese la scatola del succo e la mise nel congelatore. Lo ha fatto più di una volta e quindi ha notato che il succo si congela particolarmente rapidamente se lo tieni prima al sole: si riscalda davvero! Questo è strano, pensò lo scolaro tanzaniano, che ha agito contrariamente alla saggezza mondana. È proprio vero che affinché il liquido si trasformi in ghiaccio più velocemente, deve prima essere... riscaldato? Il giovane fu così sorpreso che condivise la sua ipotesi con l'insegnante. Ha riportato questa curiosità alla stampa.

Questa storia è accaduta negli anni sessanta del secolo scorso. Ora l '"effetto Mpemba" è ben noto agli scienziati. Ma per molto tempo questo fenomeno apparentemente semplice rimase un mistero. Perché l'acqua calda congela più velocemente dell'acqua fredda?

Fu solo nel 1996 che il fisico David Auerbach trovò una soluzione. Per rispondere a questa domanda, lui l'intero anno ha condotto un esperimento: ha riscaldato l'acqua in un bicchiere e l'ha raffreddata di nuovo. Allora cosa ha scoperto? Quando riscaldate, le bolle d'aria disciolte nell'acqua evaporano. L'acqua priva di gas congela più facilmente sulle pareti del recipiente. “Naturalmente anche l’acqua ad alto contenuto di aria congela”, spiega Auerbach, “ma non a zero gradi Celsius, ma solo a meno quattro-sei gradi”. Ovviamente dovrai aspettare più a lungo. Quindi, l'acqua calda congela prima dell'acqua fredda, questo è un fatto scientifico.

Difficilmente esiste una sostanza che si presenti davanti ai nostri occhi con la stessa facilità del ghiaccio. È costituito solo da molecole d'acqua, cioè molecole elementari contenenti due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. Tuttavia, il ghiaccio è forse la sostanza più misteriosa dell'Universo. Gli scienziati non sono ancora riusciti a spiegare alcune delle sue proprietà.

2. Sottoraffreddamento e congelamento "istantaneo".

Tutti sanno che l'acqua si trasforma sempre in ghiaccio quando viene raffreddata a 0°C... tranne in alcuni casi! Un caso del genere, ad esempio, è il "superraffreddamento", che è una proprietà di molto acqua pulita rimangono liquidi anche se raffreddati sotto lo zero. Questo fenomeno diventa possibile a causa del fatto che ambiente non contiene centri o nuclei di cristallizzazione che potrebbero innescare la formazione di cristalli di ghiaccio. E così l'acqua rimane in forma liquida anche quando viene raffreddata sotto lo zero gradi Celsius. Il processo di cristallizzazione può essere innescato, ad esempio, da bolle di gas, impurità (contaminanti) o da una superficie irregolare del contenitore. Senza di essi l’acqua rimarrà allo stato liquido. Quando inizia il processo di cristallizzazione, puoi osservare l'acqua super raffreddata trasformarsi istantaneamente in ghiaccio.

Guarda il video (2.901 KB, 60 sec) di Phil Medina (www.mrsciguy.com) e scoprilo tu stesso >>

Commento. L'acqua surriscaldata rimane liquida anche se riscaldata al di sopra del punto di ebollizione.

3. Acqua "di vetro".

Rapidamente e senza esitazione, dimmi quanto varie condizioni c'è vicino all'acqua?

Se hai risposto a tre (solido, liquido, gas), allora ti sbagliavi. Gli scienziati identificano almeno 5 diversi stati dell'acqua liquida e 14 stati del ghiaccio.

Ricordi la conversazione sull'acqua superrefrigerata? Quindi, qualunque cosa tu faccia, a -38 °C anche l'acqua superrefrigerata più pura si trasforma improvvisamente in ghiaccio. Cosa succede con un ulteriore declino?

temperatura? A -120 °C qualcosa di strano inizia a succedere all'acqua: diventa super viscosa o viscosa, come la melassa, e a temperature inferiori a -135 °C si trasforma in acqua “vetrosa” o “vitrea” - una sostanza solida priva di struttura cristallina .

4. Proprietà quantistiche dell'acqua

A livello molecolare, l’acqua è ancora più sorprendente. Nel 1995, un esperimento di diffusione dei neutroni condotto dagli scienziati ha prodotto un risultato inaspettato: i fisici hanno scoperto che i neutroni puntati sulle molecole d’acqua “vedono” il 25% in meno di protoni di idrogeno del previsto.

Si è scoperto che alla velocità di un attosecondo (10-18 secondi) avviene un insolito effetto quantistico e la formula chimica dell'acqua, invece della solita H 2 O, diventa H 1,5 O!

5. L'acqua ha memoria?

L'omeopatia, un'alternativa alla medicina convenzionale, afferma che una soluzione diluita di un farmaco può avere un effetto curativo sul corpo, anche se il fattore di diluizione è così grande che nella soluzione non rimangono altro che molecole d'acqua. I sostenitori dell'omeopatia spiegano questo paradosso con il concetto chiamato “memoria dell'acqua”, secondo il quale l'acqua a livello molecolare ha una “memoria” della sostanza una volta disciolta in essa e conserva le proprietà della soluzione alla concentrazione originaria dopo nemmeno un istante. la molecola dell'ingrediente rimane al suo interno.

Un gruppo internazionale di scienziati guidati dalla professoressa Madeleine Ennis della Queen's University di Belfast, che criticava i principi dell'omeopatia, ha condotto un esperimento nel 2002 per confutare questo concetto una volta per tutte. Il risultato è stato l'opposto. sono stati in grado di dimostrare la realtà dell’effetto “memoria dell’acqua”. Tuttavia, gli esperimenti condotti sotto la supervisione di esperti indipendenti non hanno portato risultati. Le controversie sull’esistenza del fenomeno della “memoria dell’acqua” continuano.

L’acqua ha molte altre proprietà insolite di cui non abbiamo parlato in questo articolo.

Letteratura.

1. 5 cose davvero strane sull'acqua / http://www.neatorama.com.
2. Il mistero dell'acqua: è stata creata la teoria dell'effetto Aristotele-Mpemba / http://www.o8ode.ru.
3. Nepomnyashchy N.N. Segreti della natura inanimata. La sostanza più misteriosa dell'universo / http://www.bibliotekar.ru.

Una delle mie materie preferite a scuola era la chimica. Una volta un insegnante di chimica ci affidò un compito molto strano e difficile. Ci ha fornito un elenco di domande a cui dovevamo rispondere in termini di chimica. Ci sono stati concessi diversi giorni per questo compito e ci è stato permesso di utilizzare biblioteche e altre fonti di informazione disponibili. Una di queste domande riguardava il punto di congelamento dell’acqua. Non ricordo esattamente come suonasse la domanda, ma riguardava il fatto che se prendi due secchi di legno della stessa misura, uno con acqua calda, l'altro con uno freddo (con esattamente la temperatura specificata), e posizionarli in un ambiente con una certa temperatura, quale congelerà più velocemente? Naturalmente, la risposta è venuta subito da sé: un secchio di acqua fredda, ma pensavamo fosse troppo semplice. Ma questo non bastava per dare una risposta completa: occorreva dimostrarlo dal punto di vista chimico. Nonostante tutte le mie riflessioni e ricerche, non sono riuscito a giungere ad una conclusione logica. Ho anche deciso di saltare questa lezione quel giorno, quindi non ho mai imparato la soluzione di questo indovinello.

Passarono gli anni e imparai molti miti quotidiani sul punto di ebollizione e sul punto di congelamento dell'acqua, e un mito diceva: "l'acqua calda congela più velocemente". Ho guardato molti siti web, ma le informazioni erano troppo contrastanti. E queste erano solo opinioni, infondate dal punto di vista scientifico. E ho deciso di condurre il mio esperimento. Non trovando secchi di legno, ho usato il congelatore, il fornello, un po' d'acqua e un termometro digitale. Ti parlerò dei risultati della mia esperienza un po 'più tardi. Innanzitutto, condividerò con voi alcuni argomenti interessanti sull’acqua:

L’acqua calda congela più velocemente dell’acqua fredda. La maggior parte degli esperti afferma che l’acqua fredda si congela più velocemente dell’acqua calda. Ma un fenomeno curioso (il cosiddetto effetto Memba), per ragioni sconosciute, dimostra il contrario: l’acqua calda congela più velocemente dell’acqua fredda. Una delle tante spiegazioni è il processo di evaporazione: se si mette acqua molto calda in un ambiente freddo, l'acqua inizierà ad evaporare (la quantità rimanente di acqua si congelerà più velocemente). E secondo le leggi della chimica, questo non è affatto un mito, e molto probabilmente questo è ciò che l'insegnante voleva sentire da noi.

L'acqua bollita si congela più velocemente dell'acqua del rubinetto. Nonostante la spiegazione precedente, alcuni esperti sostengono che l’acqua bollita raffreddata a temperatura ambiente dovrebbe congelare più velocemente perché l’ebollizione riduce la quantità di ossigeno.

L'acqua fredda bolle più velocemente dell'acqua calda. Se l’acqua calda si congela più velocemente, forse l’acqua fredda bolle più velocemente! Ciò è contrario al buon senso e gli scienziati affermano che semplicemente non può essere. L’acqua calda del rubinetto dovrebbe effettivamente bollire più velocemente dell’acqua fredda. Ma usare l’acqua calda per bollire non fa risparmiare energia. Potresti utilizzare meno gas o luce, ma lo scaldabagno utilizzerà la stessa quantità di energia necessaria per riscaldare l'acqua fredda. (Con l'energia solare la situazione è leggermente diversa). Come risultato del riscaldamento dell'acqua da parte dello scaldabagno, potrebbero apparire dei sedimenti, quindi l'acqua impiegherà più tempo a riscaldarsi.

Se aggiungi sale all'acqua, bollirà più velocemente. Il sale aumenta il punto di ebollizione (e di conseguenza abbassa il punto di congelamento, motivo per cui alcune casalinghe aggiungono un po' di salgemma al loro gelato). Ma ci siamo in questo caso Mi interessa un'altra domanda: quanto tempo impiega l'acqua a bollire e se il punto di ebollizione in questo caso può superare i 100°C). Nonostante ciò che dicono i libri di cucina, gli scienziati sostengono che la quantità di sale che aggiungiamo all’acqua bollente non è sufficiente per influenzare il tempo o la temperatura di ebollizione.

Ma ecco cosa ho ottenuto:

Acqua fredda: ho utilizzato tre bicchieri di vetro da 100 ml di acqua purificata: un bicchiere a temperatura ambiente (22°C/72°F), uno con acqua calda (46°C/115°F) e uno con acqua bollita (212°C/ °F/100°C). Ho messo tutti e tre i bicchieri in freezer a -18°C. E poiché sapevo che l'acqua non si sarebbe trasformata immediatamente in ghiaccio, ho determinato il grado di congelamento utilizzando un “galleggiante di legno”. Quando il bastoncino posto al centro del bicchiere non toccava più la base, consideravo l'acqua congelata. Controllavo gli occhiali ogni cinque minuti. E quali sono i miei risultati? L'acqua nel primo bicchiere si è congelata dopo 50 minuti. L'acqua calda si è congelata dopo 80 minuti. Bollito - dopo 95 minuti. Le mie scoperte: date le condizioni nel congelatore e l'acqua che ho usato, non sono riuscito a riprodurre l'effetto Memba.

Ho provato questo esperimento anche con acqua precedentemente bollita e raffreddata a temperatura ambiente. Si è congelato in 60 minuti, ma ci è voluto più tempo dell'acqua fredda per congelare.

Acqua bollita: ho preso un litro d'acqua a temperatura ambiente e l'ho messo sul fuoco. Ha bollito in 6 minuti. L'ho quindi raffreddato di nuovo a temperatura ambiente e l'ho aggiunto mentre era caldo. Con lo stesso fuoco l'acqua calda bolliva in 4 ore e 30 minuti. Conclusione: come previsto, l'acqua calda bolle molto più velocemente.

Acqua bollita (con sale): ho aggiunto 2 cucchiai grandi di sale da cucina per 1 litro d'acqua. Bollì in 6 minuti e 33 secondi e, come indicava il termometro, raggiunse la temperatura di 102°C. Indubbiamente il sale influisce sul punto di ebollizione, ma non di molto. Conclusione: il sale nell'acqua non influisce molto sulla temperatura e sul tempo di ebollizione. Onestamente ammetto che la mia cucina difficilmente può essere definita un laboratorio, e forse le mie conclusioni contraddicono la realtà. Il mio congelatore potrebbe non congelare il cibo in modo uniforme. I miei bicchieri di vetro potrebbero avere una forma irregolare, ecc. Ma qualunque cosa accada in laboratorio, quando si tratta di congelare o bollire l’acqua in cucina, la cosa più importante è il buon senso.

collegamento con fatti interessanti sull'acquatutto sull'acqua
come suggerito sul forum forum.ixbt.com, questo effetto (l’effetto dell’acqua calda che si congela più velocemente dell’acqua fredda) è chiamato “effetto Aristotele-Mpemba”

Quelli. L’acqua bollita (refrigerata) si congela più velocemente dell’acqua “grezza”.

Acqua- una sostanza piuttosto semplice dal punto di vista chimico, tuttavia presenta una serie di proprietà insolite che non smettono mai di stupire gli scienziati. Di seguito sono riportati alcuni fatti che poche persone conoscono.

1. Quale acqua si congela più velocemente: fredda o calda?

Prendiamo due contenitori con acqua: in uno versiamo l'acqua calda e nell'altro l'acqua fredda, e mettiamoli nel congelatore. L'acqua calda si congela più velocemente dell'acqua fredda, anche se logicamente l'acqua fredda avrebbe dovuto prima trasformarsi in ghiaccio: dopo tutto, l'acqua calda deve prima raffreddarsi alla temperatura fredda e poi trasformarsi in ghiaccio, mentre l'acqua fredda non ha bisogno di raffreddarsi. Perché sta succedendo?

Nel 1963, uno studente tanzaniano di nome Erasto B. Mpemba, mentre congelava una miscela di gelato, notò che la miscela calda si solidificava più velocemente nel congelatore rispetto a quella fredda. Quando il giovane ha condiviso la sua scoperta con il suo insegnante di fisica, ha solo riso di lui. Fortunatamente, lo studente è stato tenace e ha convinto l'insegnante a condurre un esperimento che ha confermato la sua scoperta: in determinate condizioni, l'acqua calda congela effettivamente più velocemente dell'acqua fredda.

Ora questo fenomeno del congelamento dell’acqua calda più velocemente dell’acqua fredda si chiama “ Effetto Mpemba" È vero, molto prima di lui questa proprietà unica dell'acqua fu notata da Aristotele, Francis Bacon e René Descartes.

Gli scienziati non comprendono ancora appieno la natura di questo fenomeno, spiegandolo con la differenza tra sottoraffreddamento, evaporazione, formazione di ghiaccio, convezione o con l'effetto dei gas liquefatti sull'acqua calda e fredda.

2. Può congelarsi all'istante

Tutti lo sanno acqua diventa sempre ghiaccio quando raffreddato a 0°C... con alcune eccezioni! Un esempio di questo caso è il sottoraffreddamento, che è la proprietà dell’acqua molto pura di rimanere liquida anche quando raffreddata sotto lo zero. Questo fenomeno è reso possibile dal fatto che l'ambiente non contiene centri o nuclei di cristallizzazione che potrebbero innescare la formazione di cristalli di ghiaccio. E così l'acqua rimane in forma liquida anche quando viene raffreddata sotto lo zero gradi Celsius.

Processo di cristallizzazione può essere causato, ad esempio, da bolle di gas, impurità (contaminanti) o da una superficie irregolare del contenitore. Senza di essi l’acqua rimarrà allo stato liquido. Quando inizia il processo di cristallizzazione, puoi osservare l'acqua super raffreddata trasformarsi istantaneamente in ghiaccio.

Si noti che anche l'acqua "surriscaldata" rimane liquida anche se riscaldata al di sopra del punto di ebollizione.

3. 19 stati dell'acqua

Senza esitazione, nomina quanti stati diversi ha l'acqua? Se hai risposto a tre: solido, liquido, gas, allora ti sbagliavi. Gli scienziati distinguono almeno 5 diversi stati dell'acqua in forma liquida e 14 stati in forma congelata.

Ricordi la conversazione sull'acqua superrefrigerata? Quindi, qualunque cosa tu faccia, a -38 °C anche l'acqua superrefrigerata più pura si trasformerà improvvisamente in ghiaccio. Cosa accadrà se la temperatura scenderà ulteriormente? A -120 °C qualcosa di strano inizia a succedere all'acqua: diventa super viscosa o viscosa, come la melassa, e a temperature inferiori a -135 °C si trasforma in acqua “vetrosa” o “vitrea” - una sostanza solida priva di struttura cristallina .

4. L'acqua sorprende i fisici

A livello molecolare, l’acqua è ancora più sorprendente. Nel 1995, un esperimento di diffusione dei neutroni condotto dagli scienziati ha prodotto un risultato inaspettato: i fisici hanno scoperto che i neutroni puntati sulle molecole d’acqua “vedono” il 25% in meno di protoni di idrogeno del previsto.

Si è scoperto che alla velocità di un attosecondo (10 -18 secondi) avviene un insolito effetto quantistico, e la formula chimica dell'acqua invece H2O, diventa H1.5O!

5. Memoria dell'acqua

Alternativa alla medicina ufficiale omeopatia afferma che una soluzione diluita di un farmaco può avere un effetto curativo sul corpo, anche se il fattore di diluizione è così grande che nella soluzione non rimangono altro che molecole d'acqua. I sostenitori dell'omeopatia spiegano questo paradosso con un concetto chiamato " memoria dell'acqua", secondo il quale l'acqua a livello molecolare ha una "memoria" della sostanza che una volta era disciolta in essa e conserva le proprietà della soluzione della concentrazione originale dopo che non è rimasta una sola molecola dell'ingrediente.

Un team internazionale di scienziati guidati dalla professoressa Madeleine Ennis della Queen's University di Belfast, che aveva criticato i principi dell'omeopatia, condusse un esperimento nel 2002 per confutare il concetto una volta per tutte. Il risultato è stato il contrario. Dopodiché, gli scienziati hanno dichiarato di essere in grado di dimostrare la realtà dell’effetto “ memoria dell'acqua" Tuttavia, gli esperimenti condotti sotto la supervisione di esperti indipendenti non hanno portato risultati. Controversie sull'esistenza del fenomeno" memoria dell'acqua"Continua.

L’acqua ha molte altre proprietà insolite di cui non abbiamo parlato in questo articolo. Ad esempio, la densità dell'acqua cambia a seconda della temperatura (la densità del ghiaccio è inferiore alla densità dell'acqua); l'acqua ha una tensione superficiale abbastanza elevata; allo stato liquido, l'acqua è una rete complessa e in continua evoluzione di cluster d'acqua, ed è il comportamento dei cluster che influenza la struttura dell'acqua, ecc.

Su queste e molte altre caratteristiche inaspettate acqua si può leggere nell’articolo “ Proprietà anomale dell'acqua", scritto da Martin Chaplin, professore all'Università di Londra.

In questo articolo esamineremo la questione del perché l'acqua calda si congela più velocemente dell'acqua fredda.

L'acqua riscaldata si congela molto più velocemente dell'acqua fredda! Questa straordinaria proprietà dell'acqua, per la quale gli scienziati non riescono ancora a trovare una spiegazione esatta, è nota fin dall'antichità. Ad esempio, anche in Aristotele c'è una descrizione della pesca invernale: i pescatori infilavano le canne da pesca nei buchi del ghiaccio e, per farle congelare più velocemente, versavano acqua calda sul ghiaccio. Questo fenomeno prende il nome da Erasto Mpemba negli anni '60 del XX secolo. Mnemba notò uno strano effetto mentre preparava il gelato e si rivolse al suo insegnante di fisica, il dottor Denis Osborne, per una spiegazione. Mpemba e il dottor Osborne hanno sperimentato l'acqua a diverse temperature e hanno concluso che l'acqua quasi bollente inizia a congelare molto più velocemente dell'acqua a temperatura ambiente. Altri scienziati hanno condotto i propri esperimenti e ogni volta hanno ottenuto risultati simili.

Spiegazione di un fenomeno fisico

Non esiste una spiegazione generalmente accettata per il motivo per cui ciò accade. Molti ricercatori suggeriscono che il punto risiede nel sottoraffreddamento del liquido, che si verifica quando la sua temperatura scende al di sotto del punto di congelamento. In altre parole, se l'acqua congela a una temperatura inferiore a 0°C, l'acqua superraffreddata può avere una temperatura, ad esempio, di -2°C e rimanere liquida senza trasformarsi in ghiaccio. Quando proviamo a congelare l'acqua fredda, c'è la possibilità che prima si raffreddi e si indurisca solo dopo un po' di tempo. Altri processi avvengono in acqua riscaldata. La sua più rapida trasformazione in ghiaccio è associata alla convezione.

Convezione- questo è un fenomeno fisico in cui gli strati inferiori caldi di un liquido salgono e quelli superiori, raffreddati, cadono.