- 5 Tháng chín 2017
- 2,748
- 6,413
- 651
- Quảng Ninh
- THPT Lê Hồng Phong
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
Đôi khi, nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh. Aristotle, Descartes, và Francis Bacon đều đã từng phát hiện ra và mô tả hiện tượng kỳ lạ này. Tuy nhiên trong một thời gian dài, nó vẫn không thu được sự quan tâm chú ý của giới khoa học hiện đại. Mãi cho đến khi một học viên 13 tuổi của một lớp nấu ăn tên là Erasto B. Mpemba phát hiện ra điều đó trong khi làm kem. Vì vội vã cho kem vào tủ lạnh trước khi các học viên khác chiếm chỗ, Mpemba đã quyết định cho hỗn hợp sữa nóng vào tủ lạnh mà không chờ nó nguội. Điều đáng ngạc nhiên, kem của cậu ta lại đông trước kem của các học viên khác. Nhiều năm sau, Mpemba tham dự một bài giảng của giáo sư vật lý Denis Osborne và đã đứng lên đặt câu hỏi về hiện tượng phản trực giác này. Ngạc nhiên trước câu hỏi, giáo sư Osborne đã để cho các kỹ thuật viên phòng thí nghiệm thực hiện lại quá trình này và thấy rằng quả thật là nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh. Osborne đã xuất bản một bài báo về hiện tượng này vào năm 1969 và đặt tên nó là hiện tượng Mpemba.
Trong nhiều thập kỷ sau đó, các nhà khoa học vẫn còn phải vật lộn để giải thích cơ chế đứng đằng sau hiện tượng Mpemba. Hiện tượng này không phải lúc nào cũng xảy ra, làm cho các nghiên cứu và nỗ lực giải thích trở nên khó khăn.
Hồi năm 2012, Cộng đồng Hóa học Hoàng Gia Anh đã tổ chức một cuộc thi lớn, đưa ra yêu cầu giải thích hiện tượng vật lý này. Hơn 22.000 kết quả nghiên cứu được các nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới gửi về, nhưng không một lời giải thích nào có đủ sức thuyết phục cả.
Giả thuyết được nêu ra và được chấp nhận rộng rãi nhất đó là nước nóng bốc hơi nhanh hơn, mất khối nhanh hơn và ví thế cần ít nhiệt để đóng băng hơn. Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng đã tái hiện được hiệu ứng Mpemba trong một lồng chứa kín, nơi không thể diễn ra hiện tượng bay hơi.
Một giả thuyết khác cho rằng nước tạo ra một dòng đối lưu và một gradient nhiệt độ riêng khi nó nguội đi tới điểm đóng băng.
Một cốc nước nóng giảm nhiệt độ nhanh sẽ có một sự chênh lệch nhiệt độ cao hơn hẳn trong suốt quá trình nguội đi của nó, và bề mặt cốc nước sẽ mất nhiệt nhanh hơn, trong khi đó một cốc nước lạnh có ít chênh lệch nhiệt độ hơn, vì thế nó sẽ có ít dòng đối lưu hơn để đẩy nhanh được tốc độ làm lạnh.
Nhưng ý kiến này cũng chưa được công nhận chính thức.
Nghiên cứu và các liên kết trong phân tử nước gần đây có vẻ như đã tìm ra lời giải cho hiện tượng khoa học hóc búa này.
“Khi nước được đun nóng, những liên kết yếu sẽ bị bẻ gãy, những nhóm phân tử tự do sẽ kết hợp lại thành cấu trúc băng khi nhiệt độ giảm xuống, chính chúng là bước chuẩn bị cho quá trình nước đóng băng”, nhà nghiên cứu Emily Conover nói.
“Đối với nước lạnh, để có thể biến thành băng, những liên kết hydro yếu sẽ phải bị bẻ gãy trước”. Đó là điều mà nước nóng đã làm được sẵn rồi, vì vậy có thể giải thích được tại sao nước nóng lại đóng băng nhanh hơn.
Nguồn:1tach.com
Trong nhiều thập kỷ sau đó, các nhà khoa học vẫn còn phải vật lộn để giải thích cơ chế đứng đằng sau hiện tượng Mpemba. Hiện tượng này không phải lúc nào cũng xảy ra, làm cho các nghiên cứu và nỗ lực giải thích trở nên khó khăn.
Hồi năm 2012, Cộng đồng Hóa học Hoàng Gia Anh đã tổ chức một cuộc thi lớn, đưa ra yêu cầu giải thích hiện tượng vật lý này. Hơn 22.000 kết quả nghiên cứu được các nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới gửi về, nhưng không một lời giải thích nào có đủ sức thuyết phục cả.
Giả thuyết được nêu ra và được chấp nhận rộng rãi nhất đó là nước nóng bốc hơi nhanh hơn, mất khối nhanh hơn và ví thế cần ít nhiệt để đóng băng hơn. Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng đã tái hiện được hiệu ứng Mpemba trong một lồng chứa kín, nơi không thể diễn ra hiện tượng bay hơi.
Một giả thuyết khác cho rằng nước tạo ra một dòng đối lưu và một gradient nhiệt độ riêng khi nó nguội đi tới điểm đóng băng.
Một cốc nước nóng giảm nhiệt độ nhanh sẽ có một sự chênh lệch nhiệt độ cao hơn hẳn trong suốt quá trình nguội đi của nó, và bề mặt cốc nước sẽ mất nhiệt nhanh hơn, trong khi đó một cốc nước lạnh có ít chênh lệch nhiệt độ hơn, vì thế nó sẽ có ít dòng đối lưu hơn để đẩy nhanh được tốc độ làm lạnh.
Nhưng ý kiến này cũng chưa được công nhận chính thức.
Nghiên cứu và các liên kết trong phân tử nước gần đây có vẻ như đã tìm ra lời giải cho hiện tượng khoa học hóc búa này.
“Khi nước được đun nóng, những liên kết yếu sẽ bị bẻ gãy, những nhóm phân tử tự do sẽ kết hợp lại thành cấu trúc băng khi nhiệt độ giảm xuống, chính chúng là bước chuẩn bị cho quá trình nước đóng băng”, nhà nghiên cứu Emily Conover nói.
“Đối với nước lạnh, để có thể biến thành băng, những liên kết hydro yếu sẽ phải bị bẻ gãy trước”. Đó là điều mà nước nóng đã làm được sẵn rồi, vì vậy có thể giải thích được tại sao nước nóng lại đóng băng nhanh hơn.
Nguồn:1tach.com
