Ученый из Вашингтонского университета предложил объяснение загадочного явления, известного еще со времен Аристотеля: почему горячая вода замерзает быстрее, чем холодная .
Это странное и труднообъяснимое явление впервые было обнаружено греческим философом. Эти знания воскресил танзанский студент Эрасто Мпемба в 1969 году. Мпемба заметил, что подслащенное молоко, которое он использовал для приготовления мороженного, застывает быстрее, если оно было предварительно нагрето. Явление получило название эффекта Мпембы, оно широко применяется на практике. Например, специалисты советую автомобилистам заливать зимой в бачок омывателя холодную, а не горячую воду . Но что лежит в основе этого явления, долгое время оставалось неизвестным.
Д-р Джонатан Катц (Jonathan Katz) из Вашингтонского университета исследовал это явление и пришел к выводу, что важную роль в нем играют растворенные в воде вещества, которые при нагревании осаждаются, сообщает EurekAlert.
Под растворенными веществами д-р Катц подразумевает бикарбонаты кальция и магния, которые содержатся в жесткой воде . Когда воду нагревают, эти вещества осаждаются, образуя накипь на стенках чайника. Вода, которая никогда не нагревалась, содержит эти примеси. По мере ее замерзания и образования кристаллов льда концентрация примесей в воде увеличивается в 50 раз. Из-за этого понижается точка замерзания воды . «И теперь вода должна еще остывать, чтобы замерзнуть », - поясняет д-р Катц.
Существует вторая причина, препятствующая замерзанию не нагревавшейся воды . Понижение точки замерзания воды уменьшает разницу температур между твердой и жидкой фазами. «Поскольку скорость, с которой вода теряет тепло, зависит от этой разницы температур, вода, которая не подвергалась нагреванию, хуже остывает» , - комментирует д-р Катц.
По мнению ученого, его теория может быть проверена экспериментально, т. к. эффект Мпембы становится более заметным для более жесткой воды.