Мик О'Хара - Почему у пингвинов не мерзнут лапы? и еще 114 вопросов, которые поставят в тупик любого ученого

Бытовой отбеливатель не устраняет следы Aspergillus niger. Но если сбрызнуть или полить его водным 10-процентным раствором сульфата цинка, грибок больше не появится, так как молекулы сульфата цинка не смываются.

Фаррох ХассибЛондон, Великобритания

«Правда ли, что горячая вода в морозильнике замерзает быстрее, чем холодная? И если правда, то почему?»

Этот вопрос уже поднимался в журнале New Scientist много лет назад, но удовлетворительный ответ тогда так и не был получен. На этот раз мы подошли ближе к разрешению этого вопроса, приводя мнения нескольких авторов, которые провели эксперименты. Несмотря на то что это противоречит нашим представлениям, горячая вода замерзает в холодильнике быстрее холодной. Наиболее убедительно выглядят такие объяснения: термический контакт улучшается, если сосуд с водой поставить в морозилку, обросшую льдом сверху; конвективные потоки распределяются таким образом, что горячая вода замерзает быстрее. Какой из эффектов преобладает. зависит от условий в морозильнике, от сосуда и места его расположения. — Ред.

Действительно, гораздо быстрее можно приготовить кубики льда, взяв горячую воду вместо холодной. Этого эффекта можно достичь, если поставить сосуд с водой на обледеневшую или замерзшую поверхность. От высокой температуры лед, на котором стоит сосуд, тает, и термический контакт между сосудом и холодной поверхностью улучшается. Ускорение теплопереноса между сосудом и его содержимым компенсирует большее количество тепла, которое предстоит удалить. Такого эффекта нельзя добиться, если подвесить сосуд или поставить его на сухую поверхность. Это явление впервые заметил сэр Фрэнсис Бэкон, когда пользовался деревянными ведрами на льду. Мои эксперименты показали, что кубики льда можно получить не за 20 минут, а за 15, если температура в холодильнике достаточно низкая. В Австралии возможность быстрее заморозить воду ценится выше, чем в странах с более прохладным климатом.

Майкл ДэвисУниверситет Тасмании, Австралия

Первым этот эффект заметил не сэр Фрэнсис Бэкон. Аристотель в «Метеорологии» приводит подобное объяснение: «Многие люди, желая быстро остудить воду, для начала выставляют ее на солнце. Устраивая стоянку на льду, чтобы порыбачить (сначала во льду делают отверстие, затем ловят рыбу), сначала вокруг шестов льют теплую воду, чтобы она замерзала быстрее; льдом крепят эти шесты».

Дэвид ЭджХаттон, Дербишир, Великобритания

По-видимому, предположение, что «такого эффекта нельзя добиться, если подвесить сосуд или поставить его на сухую поверхность», оказалось неверным…

Впервые этот вопрос прислал в журнал New Scientist в 1969 году студент из Танзании Эрасто Мпемба. Он обнаружил, что смесь для мороженого быстрее замерзает если поставить ее в холодильник горячей, а не охлаждать до комнатной температуры. Когда я готовил школьную работу по этому же вопросу, мои учителя скептически отнеслись к выводам Мпембы.

Во-первых, оказалось, что дистиллированная или взятая из-под крана вода ведет себя так же, как смесь для мороженого; химический состав не играет роли. Во-вторых, выяснилось, что уменьшение объема вследствие испарения с поверхности горячей воды ни при чем. Термопары, помещенные в воду, показали, что при 10 °C вода достигает точки замерзания быстрее, чем вода при 30 °C, согласно закону Ньютона, но после этого вода, которая сначала была теплее, замерзает гораздо быстрее холодной.

Максимальное время потребовалось, чтобы вода замерзла в морозильнике, при изначальной температуре около 5 °C, минимальное — при 35 °C. Этот парадокс можно объяснить перепадом температур в воде по вертикали. Темпы потери тепла с верхней поверхности пропорциональны температуре. Если удастся поддерживать на поверхности жидкости температуру выше, чем в глубине, тогда скорость потери тепла будет больше, чем в случае равномерного распределения тепла в воде. Если вода налита в высокую металлическую банку, а не в плоскую посудину, парадоксальный эффект исчезает. Можно предположить, что перепад температур в высокой банке будет незначительным из-за теплопроводности металлических стенок.

После этих экспериментов у меня пропало всякое желание принимать общепринятое мнение на веру, особенно когда речь идет о наблюдениях, результаты которых не соответствуют укоренившимся представлениям.