Парадокс Аристотеля-Мпембы и возвратный теплообмен
Возьмём два одноразовых бумажных стаканчика для напитков. На одном напишем "гор", а на другом - "хол". В обоих стаканчиках изнутри сделаем по две отметки на высоте 2 и 4 сантиметра от дна. В оба стаканчика нальем воду до первой отметки. Только в один стаканчик нальем тёплую воду, а другой - холодную. И оба стаканчика поставим в морозилку бытового холодильника.
Ущербность этого опыта в том, что мы не сможем увидеть тот самый опережающий момент замерзания тёплой воды. Ну и пусть. Зато, мы сможем увидеть другое.
Пусть вода замерзнет в обоих стаканчиках. Мы заглянем во внутрь обоих стаканчиков и увидим: в них есть иней, причём весь этот иней находится в обоих стаканчиках не выше второй отметки. Только в стаканчике с надписью "гор" его заметно больше. И о чём это говорит?..
А вот как раз о летучести паров воды и "атмосферном температурном затворе", не позволяющем тучам подниматься выше нижней границы отрицательных температур, и говорит. Это раз.
Во-вторых, инея больше в стаканчике с надписью "гор", что говорит о более интенсивном испарении горячей воды. Однако это мы знали и раньше. Теперь соберём все факты вместе и объясним учёным их парадокс.
Вода в обоих стаканчиках, выставленых на мороз, испаряется, пары воды контактируют с морозным воздухом и тут же замерзают, теряя свою летучесть, и опускаются обратно в воду, чем способствуют её быстрому охлаждению. А так как испарившихся частиц больше над горячей водой, то и охлаждается она за счёт вернувшихся обратно холодных частиц интенсивнее холодной воды. Охлаждение воды за счёт возвращающихся в неё охлажденных частиц можно назвать "ретурнинговым (то есть возвратным) теплообменом".
Другой момент. За счёт более интенсивного охлаждения горячей воды температура воды в обоих стаканчиках в какой-то момент времени становится одинаковой. И что?
Думается, на этом моменте споткнулись все толкователи парадокса Аристотеля-Мпембы. А ведь и тут всё просто.
Ещё Архимед объяснил очень медленное оседание в воде и в воздухе малых тел. То есть замерзшие частицы не падают в воду, а сравнительно медленно возвращаются в неё, поэтому концентрация таких частиц в стаканчике с надписью "гор" выше даже в тот момент времени, когда температура воды в обоих стаканчиках уже сравнялась. Следовательно, более интенсивное охлаждение воды в стаканчике с тёплой водой продолжается и после уравнивания температур в обоих стаканчиках. Вот почему вода в стаканчике с надписью "гор" может замерзнуть несколько быстрее.
Снова всё просто. Но для учёных простота - это хуже воровства и большое свинство. И только поэтому, что простоту никто не ищет, у одной лишь воды известно около 20-ти парадоксов.
Британское Королевское химическое общество заявило, что парадокс Мпембы нельзя объяснять более интенсивным испарением и охлаждением горячей воды... Британские учёные объявили 2012 году конкурс на его научное объяснение и простые объяснения им не нужны.
Свидетельство о публикации №225101401282