뜨거운 물이 찬물보다 더 빨리 얼 수 있는지 여부를 판단하는 것은 당연한 일처럼 보일 수 있습니다. 결국 물은 섭씨 0도에서 얼어 붙습니다. 그리고 대장균 박테리아 (화씨 120도 또는 섭씨 50도)를 죽일만큼 뜨거운 물은 추운 미래를 향한 뉴 잉글랜드의 가을 해변 (화씨 60도 또는 섭씨 15도)에서 시원한 물보다 더 긴 경로를 택합니다. 얼음으로? 논리적 가정이지만 특정 조건에서 더 차가운 물보다 먼저 뜨거운 물이 얼 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.
이 명백한 자연의 특징은 탄자니아 인의 이름을 따서 명명 된 “음 펨바 효과”입니다. 고등학생 인 Erasto Mpemba는 1963 년에 그것을 처음 관찰했습니다. Mpemba 효과는 온도가 다른 두 수역이 동일한 영하의 환경에 노출되고 더운 물이 먼저 얼 때 발생합니다. 음 펨바의 관찰은 아리스토텔레스, 르네 데카르트, 프란시스 베이컨과 같은 역사상 가장 존경받는 사상가들의 예감을 확인시켜주었습니다. 그들은 또한 뜨거운 물이 찬물보다 빨리 얼 었다고 생각했습니다.
증발은이를 설명하는 가장 강력한 후보입니다. 음 펨바 효과. 열린 용기에 넣은 뜨거운 물이 냉각되기 시작하면 일부 물이 증발함에 따라 전체 질량이 감소합니다. 동결 할 물이 적 으면 공정에 걸리는 시간이 줄어 듭니다. 그러나 이것이 항상 작동하는 것은 아닙니다. 특히 증발 된 물이 빠져 나가는 것을 방지하는 밀폐 된 용기를 사용하는 경우에는 더욱 그렇습니다.
물이 더 빨리 얼 수있는 이유는 증발 때문 만은 아닙니다. 따뜻한 물에는 용해 된 가스가 적어 열 전도 능력이 저하되어 더 빨리 냉각 될 수 있습니다. 그러나 1980 년대 폴란드의 물리학 자들은이 관계를 결론적으로 입증 할 수 없었습니다.
물속의 불균일 한 온도 분포는 음 펨바 효과를 설명 할 수도 있습니다. 뜨거운 물은 빠져 나가기 전에 용기의 상단으로 올라와 그 아래의 찬물을 대체하고 “뜨거운 상단”을 만듭니다. 이러한 뜨거운 물의 위와 아래로의 움직임을 대류라고합니다. 이 해류는 액체와 가스에서 열전달의 인기있는 형태로, 바다와 추운 방을 따뜻하게하는 라디에이터에서 발생합니다. 바닥에 더 차가운 물이 있기 때문에이 고르지 않은 온도 분포는 냉각 과정을 가속화하는 대류를 생성합니다. 얼음을 덮을 땅이 더 많더라도 뜨거운 물의 온도는 차가운 물보다 더 빠른 속도로 떨어질 수 있습니다.
다음에 각 얼음 쟁반을 다시 채울 때 , 따뜻한 물을 사용해보십시오. 음료를 더 빨리 식힐 수있는 얼음 조각이있을 수 있습니다.
이 답변은 New York University의 과학, 건강 및 환경보고 프로그램의 프로젝트 인 Scienceline에서 제공합니다.
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