Мпемба-эффект, новое объяснение

Обсуждение новых теорий по физике.
Правила форума
Научный форум "Физика"

Мпемба-эффект, новое объяснение

Комментарий теории:#1  Сообщение Yuriy_K » 04 дек 2012, 10:14

Горячая вода замерзает в некоторых случаях быстрее холодной — этот парадокс называется Мпемба-эффект. Сегодня нет окончательного мнения о его природе, вариантов объяснений — огромное количество. Предлагается гипотеза, что это работает межмолекулярный резонанс и порождаемое им пондеромоторное притяжение между молекулами.
В холодной воде молекулы двигаются и колеблются хаотически, с разной частотой. При нагреве воды, с повышением частоты колебаний, их диапазон сужается (уменьшается разница частот от жидкой горячей воды до точки парообразования), частоты колебаний молекул приближаются друг к другу, вследствие чего между молекулами возникает резонанс. При охлаждении этот резонанс частично сохраняется, угасает не сразу.
Попробуйте прижать одну из двух струн гитары, находящихся в резонансе. Теперь отпустите — струна опять начнет вибрировать, резонанс восстановит ее колебания. Так и в замораживаемой воде наружные охлаждаемые молекулы пытаются потерять амплитуду и частоту колебаний, но «теплые» молекулы внутри сосуда «вытаскивают» колебания назад, выступают в роли вибраторов, а наружные — резонаторов. Между вибраторами и резонаторами и возникает пондеромоторное притяжение*. Когда пондеромоторная сила становится больше силы, вызванной кинетической энергией молекул (которые не только вибрируют, но и двигаются линейно), происходит ускоренная кристаллизация — «Эффект Мпемба».
Пондеромоторная связь очень зыбкая, Мпемба-эффект сильно зависит от всех сопутствующих факторов: объема замораживаемой воды, характера ее разогрева, условий замораживания, температуры, конвекции, условий теплообмена, насыщения газом, вибрации холодильного агрегата, вентиляции, примесей, испарения и пр. Возможно, даже от освещения… Поэтому эффект имеет массу объяснений и его, порой, трудно воспроизвести.
По той же «резонансной» причине кипяченая вода закипает быстрее некипяченой — резонанс некоторое время после кипячения сохраняет интенсивность колебаний молекул воды (потеря энергии при охлаждении в основном приходится на потерю кинетическую энергии линейного движения молекул). При интенсивном нагреве молекулы-вибраторы меняются ролями с молекулами-резонаторами в сравнении с замораживанием — частота вибраторов меньше частоты резонаторов, а это означает, что между молекулами возникает не притяжение, а отталкивание, что и ускоряет переход в другое агрегатное состояние (пара).

* см. Лебедев П.Н. Избранные сочинения (под ред. проф. А.К. Тимирязева). Москва-Ленинград.1949 г. напр.: «Несмотря на всё различие, которое представляют собой, по своей физической природе, колебания электромагнитные, гидродинамические и акустические, законы пондеромоторного действия их на соответствующие резонаторы тождественны; это указывает нам на вероятность, что найденные элементарные законы, универсальны для всех возможных (и ещё не исследованных нами) колебаний…»

Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
Код: выделить все
<div style="text-align:center;">Обсудить теорию <a href="http://www.newtheory.ru/physics/mpemba-effekt-novoe-obyasnenie-t2113.html">Мпемба-эффект, новое объяснение</a> Вы можете на форуме "Новая Теория".</div>
Yuriy_K
 
Сообщений: 1
Зарегистрирован: 03 дек 2012, 14:53
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Вернуться в Физика

 


  • Похожие темы
    Ответов
    Просмотров
    Последнее сообщение

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: petronius_1946 и гости: 2