Prečo horúca voda zamŕza rýchlejšie ako studená voda Jedna z najstarších záhad fyziky a
Všetko je to o neobvyklých vlastnostiach väzieb, ktoré tvoria atómy tvoriace molekuly vody.
Molekula vody je tvorená veľkým atómom kyslíka viazaným na dva atómy vodíka kovalentnými väzbami (väzbami, ktoré zahŕňajú spojenie dvoch párov elektrónov o dva atómy).
Ale keď sa atóm vodíka v jednej molekule priblíži k atómu kyslíka v inej molekule, viaže sa na ňu aj prostredníctvom takzvanej vodíkovej väzby.
Tieto vodíkové väzby sa správajú neobvyklým spôsobom a priťahovali pozornosť vedcov.
Aj keď sú vodíkové väzby všeobecne slabšie ako kovalentné väzby, sú stále silnejšie ako van der Waalsove sily, čo je súčet všetkých príťažlivých síl medzi molekulami okrem kovalentných väzieb.
Chemici už dlho tušili, že vodíkové väzby, ktoré viažu molekuly vody, sú to, čo dáva vode niektoré z jej bizarných vlastností a zvyšuje jej teplotu varu oveľa vyššiu ako teplota varu iných tekutín zložených z podobných molekúl.
Vedci v Singapure sa domnievajú, že tieto vodíkové väzby tiež vysvetľujú účinok Mpemby, pretože navzájom spájajú molekuly vody, čo tiež spôsobuje odpudivú silu medzi molekulami; vo výsledku sa kovalentné väzby „natiahnu“ a akumulujú energiu.
Pri zahrievaní kvapaliny sa molekuly vody vzďaľujú od seba a „ťahajú“ vodíkové väzby. Keď sa molekuly opäť zmenšia a uvoľnia energiu, má tento proces účinok ochladenia, čo podľa vedcov znamená, že horúca voda sa ochladzuje rýchlejšie ako studená voda a vysvetľuje účinok Mpemby.
Vedci vypočítali veľkosť dodatočného ochladenia spôsobeného molekulárnou aktivitou a ukázali, že oprávňuje rozdiely pozorované medzi zamrznutím horúcej a studenej vody počas experimentov.
Iní fyzici však tvrdia, že teoretickému vysvetleniu singapurských špecialistov chýba niečo iné: nedokáže predvídať nové vlastnosti vody, ktoré sú výsledkom napríklad skrátenia kovalentných väzieb, takže je potrebné podniknúť ďalší krok, kým nebude úplne vyriešený. hádanka.