Почему кипяток на морозе замерзает быстрее чем холодная вода?

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 .

это - неправда.
если вы про известный опыт - так описывайте все условия!
широкая посудина типа тарелки, сделанная из хорошего теплоизолятора типа дерева

может для негров из Вашингтона это и было загадкой - но она есть даже в Перельмане образа 18-го года. И никакой загадки, никакие соли тут не при чем.

просто выставляется на мороз вода в широкой деревянной плошке.
холодная замерзает медленно - сверху сразу лед, снизу - дерево.
а горячая - почти вся успевает испариться, потом остатки быстро замерзают.

Это результат Вашего опыта или, так, болтовня?

потому-что испаряясь вода "уносит" с собой часть энергии, а так-как кипяток быстрее испаряется, значит быстрее замерзает!

Влияние температуры на скорость химической реакции
Влияние температуры на количество столкновений молекул может быть показано с помощью модели. В первом приближении влияние температуры на скорость реакций определяется правилом Вант-Гоффа (сформулировано Я. Х. Вант-Гоффом на основании экспериментального изучения множества реакций):

В интервале температур от 0оС до 100оС при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза:

где g - tтемпературный коэффициент, принимающий значения от 2 до 4.

Хотите узнать, почему правило Вант-Гоффа - лишь первое приближение к истине?

Объяснение зависимости скорости реакции от температуры было дано С. Аррениусом. К реакции приводит не каждое столкновение молекул реагентов, а только наиболее сильные столкновения. Лишь молекулы, обладающие избытком кинетической энергии, способны к химической реакции.

С. Аррениус рассчитал долю активных (т. е. приводящих к реакции) соударений реагирующих частиц a, зависящую от температуры: - a = exp(-E/RT). и вывел уравнение Аррениуса для константы скорости реакции:

k = koe-E/RT
где ko и E dзависят от природы реагентов. Е - это энергия, которую надо придать молекулам, чтобы они вступили во взаимодействие, называемая энергией активации.