Mpemba effect

[leblon]

Читал статью по стохастической термодинамике и с изумлением узнал про "эффект Мпембы". Якобы, горячая вода замерзает быстрее, чем холодная, при прочих равных условиях. Эффект назван по имени танзанийского школьника, который в 1969 году это заметил и опубликовал статью со своим школьным учителем. Но на самом деле этот эффект упоминали еще Аристотель, Фрэнсис Бэкон и Декарт. 
 
Выглядит как ересь. Фактически, это означало бы, что процесс охлаждения и кристаллизации воды зависит от всей истории, т.е. он не марковский. Или по научному, гистерезис. Никакой хорошей теоретической причины этому не видно. Я полистал экспериментальную литературу и тоже ничего убедительного не увидел. Получается, это миф.

Для проверки заморозил два стакана воды в морозилке. Никакой разницы не увидел. Немного странно, что горячая вода замерзает примерно так же быстро, как и холодная. Тепло кристаллизации, которое выделяется при замерзании воды, примерно такое же, что и  тепло, которое нужно отнять у воды чтобы охладить ее от 100 градусов до комнатной температуры. 

Comments

[alexanderr]

все эти твердотельные эксперименты очень трудно сделать чистыми, Мессбауеру повезло или там квантовому Холлу или Камерлингу нашему Оннесу. но в целом там шум превосходит сигнал

думал, что вы прокомментируете lk99

мне как человеку пережившему открытие high-Tc в 1986 году сейчас даже не хочется вникать, а просто подождать пока hype немного успокоится. одновременно не удивлюсь если cold fusion заодно тоже возродят, раз пошла такая пьянка

если честно, мне гораздо интереснее читать про dark matter vs MOND. например, народ смотрит как крутятся wide binaries, двойные звезды, и насколько сильно они отклоняются от Кеплера на больших расстояниях. оказывается, что довольно сильно

[leblon]

Про LK-99 ничего интересного сказать не могу, потому что не специалист. Но меня немного удивляет, что люди бросились проверять левитацию, а не нулевое сопротивление или квантование магнитного потока в колечке. Левитация может быть из-за диамагнетизма, а не из-за сверхпроводимости.

А дайте ссылку на статьи про wide binaries. Но в любом случает, ставить вопрос как дихотомию MOND/dark matter неправильно. MOND с точки зрения теоретика выглядит совершенно произвольной моделью. Таких моделей, наверное, можно много напридумывать.

[gul_kiev]

Кипячёная вода после остывания отличается по вкусу от воды до кипячения. Я не знаю, чем именно они отличаются (какие-то соли разложились или состав растворённых газов изменился или что-то ещё), но могу допустить, что кипяченая замёрзнет быстрее. А если это отличие будет сколь-нибудь существенным, то можно подобрать условия, при которых и горячая (кипяченая) вода остынет быстрее, ведь при остывании до температуры холодной она не станет такой же, как холодная была на старте.

Кроме того, может играть роль иней (снег) в морозилке. Он растопится под стаканом с горячей водой и потом обеспечит лучшую теплопроводность.

Но вообще - не верю. :)

[leblon]

Одна из теорий как раз говорит, что, мол, после нагревания или кипячения часть карбоната кальция выпадает в осадок, и это как-то влияет на процесс замерзания. У нас в Калифорнии в воде много карбоната кальция. Так что вроде эффект должен проявиться. С другой стороны, я воду не кипятил, а только нагрел до почти кипения. Попробовать еще раз, что ли?

[alexanderr]

LK99: вот именно, теплоемкость у них тоже не скачет.

Wide binaries:

есть 2011 года работа, там очень хорошие Fig 1 and Fig 2
отклонение от Кеплера налицо

https://arxiv.org/abs/1105.1873

если я правильно понял, до сих пор не опровергнуто, вот статья 2022 года
с современными данными:

https://arxiv.org/abs/2210.07781

затруднение, как я понял, в том, что может они вовсе и не двойные, а незаметно тройные или четвертные
т.е. данных полно и они весьма интересны, но правильно отфильтровать и обработать не так легко

A key advantage of wide binaries is that at separations & 7 kAU, the relative accelerations are below this threshold, so MoND-like theories predict significant deviations from GR; while wide binaries should contain neglible dark matter, so DM theories predict no change from GR/Newtonian gravity. Thus in principle the predictions of DM vs modified gravity in wide binaries are unambiguously different, unlike the case for galaxy-scale systems where the DM distribution is uncertain.

[alexanderr]

если бы нашелся четкий независимый критерий отобрать только чистые двойные звезды, то имеющихся данных уже очень много и могло бы получиться интересно в любом случае. если подтвердится Кеплер, то MOND в беде, ну а если вдруг четкое доказанное нарушение Кеплера, то dark matter тогда уже точно не сможет такое объяснить, не тот масштаб

философски может быть и так, и так. мы уже знаем, что где-то на масштабах между солнечной системой и галактикой Кеплеру начинает не хватать видимой материи. но тут очень большой разрыв, и поэтому широкие двойные очень интересны

принцип Оккама конечно подсказывает, что никакой DM не надо, а просто гравитация не так работает, поэтому эмоционально хотелось бы, чтобы DM исчезла, как исчез эфир в свое время. но это не значит конечно, что MOND безусловно верна, да это просто пример модели, которая может описывать эксперимент. настоящая причина конечно гораздо глубже

[juan_gandhi]

Я бы начал с количества растворенных газов. В кипяченой их ноль.

[alexanderr]

https://twitter.com/8minutesold/status/1667141734055264256?s=20