Объяснение эффекта Мпембы расширением воды при замерзании

[arseniiv]

И механизм, и все слова о том, что равновесные концентрации и прочие подобные в аналогичных «объяснениях» вещи действительно не достигаются (точнее, достигаются «хуже», чем в случае холодной воды). Рассуждения на пальцах без оценок величин, как известно, не годятся.

[OlegCh]

it12345 в сообщении #1045037 писал(а):

На самом деле в холодной воде образуются льдоподобные структуры, которые, тем не менее, мешают кристаллизации ледяных кристаллов из жидкой воды и которые, чтобы кристаллизация льда продолжалась, должны быть разрушены.
А при быстром охлаждении изначально горячей воды концентрация таких структур не успевает достичь равновесной величины и их гораздо меньше, чем в воде, которая долгое время оставалась холодной.

Очень много неопределенностей. Что значит холодная вода? Если исходить из "в холодной воде образуются льдоподобные структуры", то температура такой воды должна быть где-то около 0? Т.е. изначально неправильно искать этот эффект между водой комнатной температуры и горячей водой, так получается? Дальше, не очень понятно, насколько быстрым должно быть охлаждение, чтобы "при быстром охлаждении изначально горячей воды концентрация таких структур не успевает достичь равновесной величины и их гораздо меньше, чем в воде, которая долгое время оставалась холодной". И не понятно как достичь требуемой быстроты. К тому же при этом холодная вода должна быть в тех же условиях. В общем, не очень понятно, как это всё физически реализовать. И ещё более не понятно, как это сумел реализовать товарищ Мпемба. Всё-таки больше похоже на какой-то фейк.

[GraNiNi]

OlegCh в сообщении #1045041 писал(а):

И ещё более не понятно, как это сумел реализовать товарищ Мпемба. Всё-таки больше похоже на какой-то фейк.

То, что такая история была - можно не сомневаться.
Школьник замораживал, что-то вроде фруктовых соков, превращая их в мороженое.
Но сами условия замораживания, естественно, никто не фиксировал, поэтому говорить об идентичности опытов - не приходится.
А вот это-то и может кардинально влиять на сам процесс теплообмена и конечный результат.

[it12345]

Экспериментально показано, что гигантские надмолекулярные комплексы в жидкой воде существуют вплоть до температуры +75 Ц и что их концентрация падает с температурой.
Время установления равновесия в воде - 10-17 часов.
http://www.nkj.ru/archive/articles/20017/

[GraNiNi]

it12345 в сообщении #1045045 писал(а):

Экспериментально показано, что гигантские надмолекулярные комплексы в жидкой воде существуют

Ну и как эти комплексы могут "мешать" замерзанию?

[OlegCh]

GraNiNi в сообщении #1045044 писал(а):

Но сами условия замораживания, естественно, никто не фиксировал, поэтому говорить об идентичности опытов - не приходится.
А вот это-то и может кардинально влиять на сам процесс теплообмена и конечный результат.

Так я как раз про это и говорю!

-- 13.08.2015, 17:47 --

it12345 в сообщении #1045045 писал(а):

Экспериментально показано...

Ну, честно сказать, ссылки на журнал "Наука и жизнь" не убеждают. Там чего только не писали...

[it12345]

GraNiNi писал(а):

Ну и как эти комплексы могут "мешать" замерзанию?

Растущий кристалл льда дорастает до границы такого комплекса и рост его останавливается. Потому что, разумеется, кристаллографическая ориентация комплекса в точках контакта совершенно не совпадает с ориентацией растущего кристалла. Да и структура этих комплексов - хотя и льдоподобная, но всё же отличающаяся от структуры льда.

[GraNiNi]

it12345 в сообщении #1045063 писал(а):

Растущий кристалл льда дорастает до границы такого комплекса и рост его останавливается.

Это только Ваше предположение, причем ничем не подкрепленное.

Распространение фронта замерзания определяется, прежде всего, скоростью падения температуры, а та, в свою очередь, теплопроводностью среды, которая должна быть у такого комплекса, в таком случае, меньше, чем у воды, но для этого нет никаких оснований и об этом нигде не говорится.

[it12345]

GraNiNi в сообщении #1045099 писал(а):

Распространение фронта замерзания определяется, прежде всего, скоростью падения температуры, а та, в свою очередь, теплопроводностью среды, которая должна быть у такого комплекса, в таком случае, меньше, чем у воды, но для этого нет никаких оснований и об этом нигде не говорится.

Во-первых, не скоростью падения температуры, а просто - температурой. Скорость роста кристалла зависит от величины переохлаждения.
Во-вторых, гомогенное зародышеобразование требует бОльшего переохлаждения, чем рост кристалла с какой-то разумной скоростью.
Т.е. если нет мостика из жидкой воды сквозь этот комплекс, то для того, чтобы вода закристаллизовалась по другую сторону комплекса, нужно уже гораздо бОльшее переохлаждение.

[GraNiNi]

it12345 в сообщении #1045111 писал(а):

не скоростью падения температуры, а просто - температурой.

Нет, именно скоростью ее падения, а точнее - скоростью теплоотвода от фронта кристаллизации. и как следствие - падение температуры.
Кроме того, любое упорядочивание структуры увеличивает ее теплопроводность (сравните эти величины для льда и воды), поэтому должно быть наоборот - ускорение кристаллизации.

[it12345]

GraNiNi в сообщении #1045124 писал(а):

Нет, именно скоростью ее падения, а точнее - скоростью теплоотвода от фронта кристаллизации. и как следствие - падение температуры.

Ну что Вы чепуху-то порите?
На фронте кристаллизации льда при одном и том же теплоотводе может быть и -10 Ц, и +10 Ц. И что же, по-Вашему, скорость роста кристалла будет одинаковой? А Вы сюда ещё и скорость падения температуры на фронте кристаллизации приплели. Понятно, что про гомогенное зародышеобразование - Вы просто не поняли. Почитайте какие-нибудь статьи по скорости роста кристаллов. Там формулы есть, которые описывают скорость роста. Где Вы видели формулу, в которой скорость роста зависит от скорости падения температуры?

[GraNiNi]

it12345 в сообщении #1045135 писал(а):

Где Вы видели формулу, в которой скорость роста зависит от скорости падения температуры?

Тогда ответьте на вопрос - что является причиной падения температуры при кристаллизации, так как вроде должно быть наоборот - выделение теплоты кристаллизации.

-- Чт авг 13, 2015 22:55:47 --

GraNiNi в сообщении #1045143 писал(а):

Понятно, что про гомогенное зародышеобразование - Вы просто не поняли.

Вы сильно заблуждаетесь.
Эта тема изучена мной вдоль и поперек при разработке технологии многозонной термоградиентной кристаллизации некоторых веществ.

[it12345]

GraNiNi в сообщении #1045143 писал(а):

Тогда ответьте на вопрос - что является причиной падения температуры при кристаллизации

... что особенно удобно наблюдать на примере солевой грелки.

[Akymak]

Одно из множества видео с экспериментом.

[GraNiNi]

Есть и противоположные опыты.
http://www.ratichi.hut.ru/promet1.htm

Выводы:

1. При проведении ряда экспериментов с разными объёмами воды и разными начальными температурами эффект Мпембы не наблюдался.