при какой температуре замерзает воздух

При какой температуре замерзает дизельное топливо: что делать при застывании

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздух

Дизельное топливо имеет более высокую температуру замерзания, нежели у бензина. При похолодании оно склонно к кристаллообразованию. Образующиеся кристаллы блокируют возможность топлива проходить через фильтры. Этим объясняется выпуск разных марок дизеля, предназначенных для разных сезонов. Они различаются свойствами, среди которых и температура замерзания.

Как застывает дизельное топливо

Причина застывания дизельного топлива заключается в содержании парафина. Его количество зависит от места, где добывалась нефть. Вне зависимости от количества при положительной температуре парафин не доставляет проблем. С наступлением холодов он начинает густеть, образуя кристаллы. Этим объясняется деление дизельного топлива на виды по сезону. Чтобы не дать дизелю замерзнуть, его подвергают дополнительной очистке от парафина. Так получается межсезонные, зимние и арктические марки.

Под температурой замерзания дизельного топлива понимают температуру, когда оно полностью застывает. Этому предшествуют:

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздух
Застывшее дизельное топливо

Самая высокая из всех температура помутнения, затем идет значение предела фильтруемости, а уже за ним – застывания. Пример:

Температура замерзания дизельного топлива

При какой температуре замерзает дизельное топливо разных марок:

Конкретная температура застывания топлива зависит от производителя и характеристик нефти, использованной при производстве. В реальности температура, рекомендованная для применения каждой марки, чуть ниже:

Конкретное значение температуры застывания зависит от производителя и характеристик нефти, использованной в качестве сырья. Точные параметры дизеля приводятся в паспорте, и нужно отталкиваться именно от них. Во избежание застывания в зимнее топливо может добавляться антигель, предотвращающий повышение густоты даже при использовании некачественного продукта.

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздух
С добавлением антигеля свойства дизельного топлива меняются

Разница между зимними и летними марками заключается в более низкой плотности и цетановом числе. Это негативно сказывается на динамике автомобиля, увеличивает расход. Еще ввиду добавления присадок стоимость зимнего дизеля выше, чем летнего. От марки и типа добавок зависит то, при какой температуре оттаивает дизельное топливо:

Особенно внимательными необходимо быть в переходный период. Зимнее дизтопливо на АЗС заливают в тот же резервуар, где до этого было межсезонное или летнее. Кроме того, в большинстве случаев оно производится с погрешностью, т. е. не удовлетворяет требованиям ГОСТ, и даже заправка зимним дизелем не гарантирует отсутствие проблем. Если только это не высококачественное топливо, которое, соответственно, имеет более высокую стоимость.

Поэтому даже при использовании зимней марки дизтоплива специалисты рекомендуют пользоваться антигелем. Его стоит использовать, если вы не уверены в АЗС и качестве предлагаемого ею товара. Главное – соблюдать правила использования антигеля, иначе он не подействует, и понимать разницу между ним и специальным размораживающим средством.

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздух
Добавление антигеля в дизельное топливо

Для некоторых автомобилей не так важно, при какой температуре густеет дизельное топливо. К примеру, большегрузы (фуры), оборудованные топливной системой с подогревом. Пока автомобиль заведен, дизтопливо не застынет. Это позволяет экономить, поскольку межсезонное дизтопливо дешевле зимнего. Такие ситуации актуальны для регионов с холодным климатом, где даже при постоянно низких температурах окружающей среды на АЗС все равно можно встретить не только зимние и арктические марки топлива.

В заключение

Теперь вам известно, при какой температуре застывает дизельное топливо. Это необходимо учитывать, поскольку для нормальной эксплуатации автомобиля важно использовать тот дизель, который не замерзнет в соответствующих условиях. В противном случае есть риск поломок топливной системы двигателя. Чтобы их избежать, можно использовать антигели, которые предотвращают застывание, что актуально, если нет уверенности в качестве заправляемого дизеля. Даже при его замерзании есть способы вернуть текучесть, поместив автомобиль в теплый гараж или использовав тепловую пушку. Главное – приобретать дизельное топливо, соответствующее температурным стандартам.

Источник

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздухmasterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздух

Человек может быстро или медленно замерзнуть и погибнуть и в минус два и в минус двадцать градусов по Цельсию. Все зависит от конкретной ситуации, количества слоев теплой одежды и физического состояния индивида.

Он может уснуть в снегу потому что был пьян или сильно устал или по другим физическим, а иногда психологическим причинам. Обратимые и необратимые процессы осуществляются в течении нескольких часов, а иногда и десяти минут. Но есть точные данные, что происходит с организмом, когда начинается определенное падение температуры тела.

А оно обязательно происходит, если человек подвергается переохлаждению.

Даже при нормальной температуре тела, находясь в сугробе, то есть внутри влажной ледяной атмосферы, пусть и во сне, организм начинает реагировать. Поначалу все кожные покровы — шея, плечи и далее вниз пробирает озноб. После этого возникает предсудорожный мышечный тонус, когда мышцы шеи и плеч начинают сами непроизвольно сжиматься.

Это свидетельствует о том, что началось падение температуры тела и гипоталамус, отвечающий за регуляцию нейроэндокринной деятельности мозга и гомеостаз организма, посылает ему команду сузить всю сеть капилляров на поверхности тела. Тут же ноги, руки и лицо начинает ломить от холода. Затем человека безудержно трясет, поскольку мышцы все сильнее и чаще сжимаются, чтобы выработать хоть немного тепла. В этот момент замерзающий еще может проснуться и самостоятельно спастись, хотя его температура тела уже упала, ориентировочно, до тридцати пяти градусов.

Падение температуры еще градуса на полтора замедляет в организме метаболические процессы и если в этот момент человек бодрствует, то возникает панический страх и начинается спутанность сознания. Например, замерзающий, посмотрев на часы, не сможет понять, сколько они показывают времени. На смену страху приходит состояние апатии, а это значит, что температура тела достигла тридцати трех градусов. Еще один градус падения и возникает ступор. Если в этот момент рядом с пострадавшим появится зверь или наконец, придет помощь, то он никак не отреагирует ни на опасность ни на появление людей.

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздух

Все эти процессы, происходящие в спящем организме, убыстряются. Тело перестает сотрясаться от дрожи, а значит его температура приблизилась к отметки в тридцать один градус по Цельсию. В этот момент кровоток в организме замедляется, а вот почки работают с увеличенной нагрузкой, чтобы справиться с переизбытком жидкости, которую выдавливают суженные сосуды замерзших конечностей. Поэтому в почечных тканях начинает развиваться тяжелая патология.

Температура спящего тела в тридцать градусов по Цельсию считается критичной. Работа сердца становится аритмичной, соответственно возникает нехватка кислорода и человек может видеть сны, причем позитивного характера.

Именно в этот момент организм инстинктивно совершает отчаянную попытку согреться и для этого он резко расслабляет скованные мышцы. Это заставляет теплую кровь, еще омывающую внутренние органы, хлынуть к периферийным тканям и кожным покровам, из-за чего замерзающий ощущает «горячую вспышку» — резкий и мощный прилив тепла.

В результате, и такое часто бывает, человек в этот момент просыпается, но из-за возникших галлюцинаций, он часто видит себя рядом с отопительным прибором или даже в теплых краях, поэтому сам начинает раздеваться. Спасатели подтверждают, что количество погибших в снегу от обморожения, находившихся при этом без одежды, гораздо больше, чем укутанных в теплые вещи. А сами куртки, пальто, свитера и рубашки оказываются рядом и часто аккуратно сложены.

Постепенное умирание замерзающего

Двадцать девять — двадцать восемь градусов по Цельсию приводит к гипоксии почти всех тканей. Печень перестает вырабатывать гликоген и вообще функционировать, что приводит к гипогликемии – состоянию, когда концентрация глюкозы в крови оказывается катастрофически ниже необходимого уровня. В результате центральная нервная система отказывает, болевые рецепторы не работают, функция гипоталамуса практически прекращается. Человек уже не спит, а впадает в кому.

Полное умирание организма происходит при температуре около двадцати градусов. В этот момент начинается некроз тканей внутренних органов, но летальный исход возникает не из-за него, а именно в связи с нарушением взаимосвязи жизненно важных органов. Сердечно-сосудистая система некротизирует последней, оставляя своему хозяину пару минут надежды успеть завести сердце.

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздух

При экстремально низких температурах окружающей среды, например, при минус сорока пяти — пятидесяти пяти градусов по Цельсию, процесс замерзания происходит за считанные минуты и организм человека, словно мгновенно консервируется. Многие люди, найденные при быстром переохлаждении, лишь на первый взгляд кажутся умершими.

Тело такого индивида может существовать в коматозном состоянии часами, и выводить его из него нужно очень аккуратно, медленно и постепенно. Врачам и профессиональным спасателям известно, что многие жертвы переохлаждения умирают от «шока от перегрева» в процессе неправильного спасения, когда суженные капилляры от резкого тепла разом расширяются, вызывая таким образом резкий скачок давления.
Но в любом случае человек, спасенный от длительного снежного плена или экстремального мороза, будет остаток жизни страдать от последствий. Это могут быть некротизированные участки кожи или целые конечности, которые докторам придется удалить, болезни почек, сердца, печени, а также психологические или даже психиатрические проблемы, возникшие на фоне пережитой ситуации или органического поражения некоторых участков мозга.

Поэтому зимой ни в коем случае нельзя засыпать в снегу, на морозе, даже если ситуация кажется безвыходной. Постоянно двигающийся человек дольше сопротивляется падению температуры своего тела. Не зря существует поговорка, что «движение — это жизнь».

Источник

5 аномальных фактов о воде

Перед вами пять наиболее интересных фактов о воде.

1. Горячая вода замерзает быстрее холодной

Почему же так происходит?

В 1963 году один танзанский студент по имени Эрасто Б. Мпемба (Erasto B. Mpemba) замораживая приготовленную смесь для мороженого, заметил, что горячая смесь застывает в морозильной камере быстрее, чем холодная. Когда юноша поделился своим открытием с учителем физики, тот лишь посмеялся над ним.

К счастью, ученик оказался настойчивым и убедил учителя провести эксперимент, который и подтвердил его открытие: в определенных условиях горячая вода действительно замерзает быстрее холодной.

Теперь этот феномен горячей воды, замерзающей быстрее холодной, носит название «эффект Мпемба». Правда, за долго до него это уникальное свойство воды было отмечено Аристотелем, Фрэнсисом Бэконом и Рене Декартом.

Ученые так до конца и не понимают природу этого явления, объясняя его либо разницей в переохлаждении, испарении, образовании льда, конвекции, либо воздействием разжиженных газов на горячую и холодную воду.

2. Сверхохлаждение и «мгновенное» замерзание

Все знают, что вода всегда превращается в лед при охлаждении до 0 °C … за исключением некоторых случаев! Таким случаем, например, является сверхохлаждение, которое представляет собой свойство очень чистой воды оставаться жидкой, даже будучи охлажденной до температуры ниже точки замерзания.

Это явление становится возможным благодаря тому, что окружающая среда не содержит центров или ядер кристаллизации, которые могли бы спровоцировать образование кристаллов льда. И поэтому вода остается в жидкой форме, даже будучи охлажденной до температуры ниже нуля градусов по Цельсию.

Процесс кристаллизации может быть спровоцирован, например, пузырьками газа, примесями (загрязнениями), неровной поверхностью емкости. Без них вода будет оставаться в жидком состоянии. Когда процесс кристаллизации запускается, можно наблюдать, как сверхохлажденная вода моментально превращается в лед.

Заметьте, что «сверхнагретая» вода также остается жидкой, даже будучи нагретой до температуры выше точки закипания.

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздух

3. «Стеклянная» вода

Не задумываясь, назовите, сколько различных состояний есть у воды? Если вы ответили три: твердое, жидкое, газообразное, то вы ошиблись. Ученые выделяют как минимум 5 различных состояний воды в жидком виде и 14 состояний в замерзшем виде.

Что же произойдет при дальнейшем понижении температуры?

4. Квантовые свойства воды

На молекулярном уровне вода удивляет ещё больше. В 1995 году проводимый учеными эксперимент по рассеянию нейтронов дал неожиданный результат: физики обнаружили, что нейтроны, направленные на молекулы воды, «видят» на 25% меньше протонов водорода, чем ожидалось.

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздух

5. Есть ли у воды память?

Альтернативная официальной медицине гомеопатия утверждает, что разбавленный раствор лекарственного препарата может оказывать лечебный эффект на организм, даже если коэффициент разбавления настолько велик, что в растворе уже не осталось ничего, кроме молекул воды.

Сторонники гомеопатии объясняют этот парадокс концепцией под названием «память воды», согласно которой вода на молекулярном уровне обладает «памятью» о веществе, некогда в ней растворенном и сохраняет свойства раствора первоначальной концентрации после того, как в нём не остается ни одной молекулы ингредиента.

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздух

Международная группа ученых во главе с профессором Мэдлин Эннис (Madeleine Ennis) из Королевского университета в Белфасте (Queen’s University of Belfast), критиковавшая принципы гомеопатии, в 2002 году провела эксперимент, чтобы раз и навсегда опровергнуть эту концепцию.

Результат оказался обратным. После чего, ученые заявили, что им удалось доказать реальность эффекта «памяти воды». Однако опыты, проведенные под наблюдением независимых экспертов, результатов не принесли. Споры о существовании феномена «памяти воды» продолжаются.

Вода обладает множеством других необычных свойств, о которых мы не рассказали в этой статье. Например, плотность воды меняется в зависимости от температуры (плотность льда меньше плотности воды); вода обладает довольно большой величиной поверхностного натяжения; в жидком состоянии вода представляет собой сложную и динамически меняющуюся сеть из водных кластеров, и именно поведение кластеров влияет на структуру воды и т.д.

Источник

Температура в холодильнике: как продлить срок хранения продуктов

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздух

Первый прототип кухонного холодильника изготовил в 1803 году бизнесмен из США Томас Мур — торговец сливочным маслом был вынужден стать изобретателем, чтобы его товар не испортился во время транспортировки. Первая получившая массовое распространение модель холодильника была создана в 1927-м компанией General Electric, а спустя 10 лет первые холодильники «Москва» сошли с заводского конвейера в СССР. Рассказываем, почему важно знать, какая должна быть температура в холодильнике, на что это влияет и где какие продукты лучше хранить.

Какая должна быть температура в холодильнике

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздух

Эти нормы подходят для хранения большинства продуктов, но важно, в какой именно части холодильника что будет храниться. В современных моделях выделяют теплые и холодные зоны, а также морозильную камеру.

У каждого продукта есть свои «предпочтения» температурного режима. Например, при слишком низкой температуре овощи и фрукты могут потерять свои полезные свойства, а слишком высокая приведет к сокращению срока годности молочных продуктов.

При какой температуре хранить продукты

Все требования к срокам годности и условиям хранения продуктов описаны в СанПиНах. Отдельно о хранении разных морепродуктов рассказывают ГОСТы.

Как хранить продукты в холодильнике

Верхняя и средняя полки

Нижняя полка

Теплому воздуху свойственно подниматься наверх, поэтому на нижней полке будет холоднее всего (примерно 2 °C). Здесь стоит разместить колбасные изделия, свежую рыбу, молочную продукцию, овощи и зелень. Можно положить сюда напитки, которые надо быстрее охладить. Фрукты, сливочное масло, мягкие и плавленые сыр лучше переложить на полку повыше.

Зона для фруктов и овощей

Такой отсек в наши дни есть почти во всех холодильниках. В нем при температуре 8 °C рекомендуется хранить большинство фруктов и овощей. Кроме моркови, помидоров, редиса, репы и других продуктов, которые вообще не стоит хранить в холодильнике.

Зона свежести

Дверца

Это самое теплое место во всем холодильнике. В верхней части дверцы температура может достигать 10 °C, в нижней обычно не опускается до 4 °C. Сюда хорошо ставить соусы, мягкие и плавленые сыры, сливочное масло, напитки. Скоропортящиеся продукты вроде молока и яиц на полочки в дверце лучше не ставить, даже если именно для них там предусмотрели специальную форму для хранения.

Морозильная камера

при какой температуре замерзает воздух. Смотреть фото при какой температуре замерзает воздух. Смотреть картинку при какой температуре замерзает воздух. Картинка про при какой температуре замерзает воздух. Фото при какой температуре замерзает воздух

Как понять, что температура настроена неправильно

Любая из этих ситуаций сигнализирует о том, что надо проверить настройки и убедиться, что им соответствует реальная температура в холодильной камере. Проверку поможет провести обычный термометр. Нужно поставить его на верхней полке и проверить показания через 20 минут. Затем повторить эксперимент в остальных зонах. Важно, чтобы дверь во время проверки оставалась закрытой.

Как настроить температуру в холодильнике

В разных моделях холодильников температуру можно настраивать механическим или электронным способом. Механический способ — это всевозможные ручки и рычаги. Он проще и понятнее в эксплуатации: необходимо расположить ползунок на нужной отметке.

Электронный способ — когда температура устанавливается на сенсорном или кнопочном дисплее. Обычно пошаговые рекомендации для настройки температуры указывают в инструкции по эксплуатации.

Как поддерживать температуру в холодильнике

1. Плотно закрывайте дверцу холодильника и не держите ее долго открытой

Все это приведет к утечке холодного воздуха. Температурный режим внутри прибора будет нарушен. Кроме того, из-за поступления теплого воздуха на стенках холодильника может образовываться ледяной слой.

2. Не ставьте в холодильник горячие или теплые блюда

Из-за этого могут образовываться конденсат и наледь (кроме приборов с системой No frost) или даже перегреться и сломаться компрессор. Кроме того, горячее блюдо быстро нагреет пространство вокруг себя, и там немедленно начнут размножаться бактерии, поставив под угрозу другие продукты.

3. Размораживайте и мойте

Если вовремя не размораживать холодильник и не удалять наледь, увеличивается нагрузка на компрессор, который в итоге может выйти из строя. Кроме того, прибор расходует больше энергии, а его эффективность снижается.

В современных холодильниках с системой автоматической разморозки конденсат в камере является нормой, а вот наледь говорит о проблеме с техникой. Однако даже такой прибор надо размораживать, чтобы почистить. Наледь и конденсат увеличивают влажность в холодильнике, а это благодатная среда для различных микроорганизмов, в том числе плесени.

Обычно в техническом паспорте холодильника указано, как часто его следует размораживать. В среднем, ручную разморозку стоит производить каждый месяц. Приборы с капельной системой можно размораживать дважды в год. Холодильник с системой No Frost надо размораживать и чистить хотя бы раз в год.

4. Не держите холодильник и морозильную камеру пустыми

Если пространство заполнено до предела, холодному воздушному потоку негде перемещаться. Так увеличивается риск образования теплых «карманов». Однако пустой холодильник и морозилка — тоже плохо, они должны быть заполнены хотя бы наполовину, чтобы не терять эффективность работы. Если продуктов не хватает, положите среди запасов бутылки с водой.

Источник

Эффект Мпембы. Длиннотекст.

И так, что это и с чем его едят?

Эффект Мпембы (Парадокс Мпембы) — парадокс, который гласит, что горячая вода при некоторых условиях замерзает быстрее, чем холодная, хотя при этом она должна пройти температуру холодной воды в процессе замерзания. Данный парадокс является экспериментальным фактом, противоречащим обычным представлениям, согласно которым при одних и тех же условиях более нагретому телу для охлаждения до некоторой температуры требуется больше времени, чем менее нагретому телу для охлаждения до той же температуры.

Этот феномен замечали в своё время Аристотель, Френсис Бэкон и Рене Декарт, однако лишь в 1963 году танзанийский школьник Эрасто Мпемба установил, что горячая смесь мороженого замерзает быстрее, чем холодная.

До сих пор никто точно не знает, как объяснить этот странный эффект. У учёных нет единой версии, хотя существует много. Всё дело в разнице свойств горячей и холодной воды, но пока не понятно, какие именно свойства играют роль в этом случае: разница в переохлаждении, испарении, формировании льда, конвекции или воздействии разжиженных газов на воду при разных температурах.

Парадоксальность эффекта Мпембы в том, что время, в течение которого тело остывает до температуры окружающей среды, должно быть пропорционально разности температур этого тела и окружающей среды. Этот закон был установлен еще Ньютоном и с тех пор много раз подтверждался на практике. В данном же эффекте вода с температурой 100°С остывает до температуры 0°С быстрее, чем такое же количество воды с температурой 35°С.

Тем не менее, это еще не предполагает парадокс, поскольку эффекту Мпембы можно найти объяснение и в рамках известной физики. Вот несколько объяснений эффекта Мпембы:

Горячая вода быстрее испаряется из контейнера, уменьшая тем самым свой объём, а меньший объем воды с той же температурой замерзает быстрее. Нагретая до 100 С вода теряет 16% своей массы при охлаждении до 0 С.

Эффект испарения – двойной эффект. Во-первых, уменьшается масса воды, которая необходима для охлаждения. И во-вторых, снижается температура из-за того, что уменьшается теплота испарения перехода из фазы воды в фазу пара.

Когда вода охлаждается ниже 0 С она не всегда замерзает. При некоторых условиях она может претерпевать переохлаждение, продолжая оставаться жидкой при температурах ниже температуры точки замерзания. В некоторых случаях вода может оставаться жидкой даже при температуре –20 С.

Причина этому эффекту в том, что для того, чтобы начали формироваться первые кристаллы льда нужны центры кристаллообразования. Если их нет в жидкой воде, тогда переохлаждение будет продолжаться до тех пор, пока температура не понизится настолько, что кристаллы начнут формироваться спонтанно. Когда они начнут формироваться в переохлаждённой жидкости, они начнут расти быстрее, формируя лёдовую шугу, которая замерзая, будет образовывать лёд.

Горячая вода больше всего подвержена переохлаждению поскольку её нагревание устраняет растворённые газы и пузырьки, которые в свою очередь, могут служить центрами образования кристаллов льда.

Почему же переохлаждение заставляет горячую воду застывать быстрее? В случае с холодной водой, которая не переохлаждается происходит следующее. В этом случае тонкий слой льда будет образовываться на поверхности сосуда. Этот слой льда будет действовать как изолятор между водой и холодным воздухом и будет препятствовать дальнейшему испарению. Скорость формирования кристаллов льда в этом случае будет меньше. В случае с горячей водой, подвергающейся переохлаждению, переохлаждённая вода не имеет защитного поверхностного слоя льда. Поэтому она теряет тепло намного быстрее через открытый верх.

Когда процесс переохлаждения заканчивается и вода замерзает, теряется намного больше тепла и поэтому формируется больше льда.

Многие исследователи этого эффекта считают переохлаждение главным фактором в случае с эффектом Мпемба.

Холодная вода начинает замерзать сверху, ухудшая тем самым процессы теплоизлучения и конвекции, а значит и убыли тепла, тогда как горячая вода начинает замерзать снизу.

Объясняется этот эффект аномалией плотности воды. Вода имеет максимальную плотность при 4 С. Если охладить воду до 4 С и положить её при более низкой температуре, поверхностный слой воды замерзнет быстрее. Потому что эта вода менее плотная чем вода при температуре 4 С, она останется на поверхности, формируя тонкий холодный слой. При этих условиях тонкий слой льда будет формироваться на поверхности воды в течение короткого времени, но этот слой льда будет служить изолятором, защищающим нижние слои воды, которые будут оставаться при температуре 4 С. Поэтому дальнейший процесс охлаждения будет проходить медленнее.

В случае с горячей водой ситуация совершенно иная. Поверхностный слой воды будет охлаждаться более быстрее за счёт испарения и большей разницы температур. Кроме того, холодный слои воды более плотные, чем слои горячей воды, поэтому слой холодной воды будет опускаться вниз, поднимая слой тёплой воды на поверхность. Такая циркуляция воды обеспечивает быстрое падение температуры.

Но почему этот процесс не достигает точки равновесия? Для объяснения эффекта Мпембы с этой точки зрения конвекции следовало бы принять, что холодные и горячие слои воды разделены и сам процесс конвекции продолжается после того, как средняя температура воды опустится ниже 4 С.

Однако, нет экспериментальных данных, которые подтверждали бы эту гипотезу, что холодные и горячие слои воды разделены в процессе конвекции.

Растворённые в воде газы

Вода всегда содержит растворённые в ней газы – кислород и углекислый газ. Эти газы имеют способность уменьшать точку замерзания воды. Когда вода нагрета, эти газы выделяются из воды, поскольку их растворимость в воде при высокой температуре ниже. Поэтому когда горячая вода охлаждается, в ней всегда меньше растворённых газов, чем в не нагретой холодной воде. Поэтому точка замерзания нагретой воды выше и она замерзает быстрее. Этот фактор иногда рассматривается как главный при объяснении эффекта Мпембы, хотя никаких экспериментальных данных, подтверждающих этот факт нет.

Этот механизм может играть существенную роль когда вода помещается в морозильник холодильной камеры в небольших контейнерах. В этих условиях замечено, что контейнер с горячей водой протаивает под собой лёд морозильной камеры, улучшая тем самым тепловой контакт со стенкой морозилки и теплопроводность. В результате чего, тепло отводится от контейнера с горячей водой быстрее, чем от холодного. В свою очередь контейнер с холодной водой не протаивает под собой снег.

Так, например, в 1995 году немецкий физик Давид Ауэрбах изучал влияние переохлаждения воды на этот эффект. Он обнаружил, что горячая вода, достигая переохлажденного состояния, замерзает при более высокой температуре, чем холодная, а значит быстрее последней. Зато холодная вода достигает переохлажденного состояния быстрее горячей, компенсируя тем самым предыдущее отставание.

Кроме того, результаты Ауэрбаха противоречили полученным ранее данным, что горячая вода способна достичь большего переохлаждения из-за меньшего количества центров кристаллизации. При нагревании воды из нее удаляются растворенные в ней газы, а при ее кипячении выпадают в осадок некоторые растворенные в ней соли.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *