Эффект Мпембы

обсуждение вопросов физической химии и химической физики
physical chemistry and chemical physics: discussions for professionals
Ответить
kbob
Сообщения: 1913
Зарегистрирован: Сб окт 17, 2009 9:48 am

Эффект Мпембы

Сообщение kbob » Чт мар 20, 2025 11:51 am

DOI:
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.107101
Эффект Мпембы — это контринтуитивное физическое явление, при котором горячая система охлаждается быстрее, чем теплая. В последние годы теоретический анализ эффекта Мпембы был разработан для микроскопических систем и экспериментально проверен. Однако традиционная теория опирается на определенный выбор меры расстояния для количественной оценки скорости релаксации, что приводит к нескольким теоретическим неопределенностям. В этом письме мы выводим строгую количественную оценку эффекта Мпембы на основе теории термомажоризации, называемой термомажоризационным эффектом Мпембы. Этот подход разрешает все существующие неопределенности и обеспечивает объединение традиционного эффекта Мпембы по всем монотонным мерам. Кроме того, мы демонстрируем общность термомажоризационного эффекта Мпембы для марковской динамики, строго доказывая, что он может возникать в любом температурном режиме с фиксированными уровнями энергии.
Эффект Мпембы это что то вроде Брахистохрона только в термодинамике? Можно ли в химической кинетике его наблюдать? В моем представление неравновесное термодинамическое состояние не может однозначно характеризоваться температурой, а требует дополнительных характеристик. Поэтому кривые "пересекаются" только в проекции на плоскость T-t
a-rigorous-unified-cri.jpg

PS: Эффект, который теперь известен как эффект Мпембы, был впервые отмечен в IV веке до нашей эры Аристотелем, и многие ученые отмечали то же явление в течение столетий со времен Аристотеля. Его окрестили эффектом Мпембы в 1960-х годах, когда школьник Эрасто Мпемба из Танзании заявил на своем уроке естествознания, что мороженое замерзнет быстрее, если его сначала нагреть, а затем положить в морозильник. Смех прекратился только тогда, когда школьный инспектор сам попробовал провести эксперимент и оправдал его.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
If you are not part of the solution, you are part of the precipitate.

MONSTA
Сообщения: 2741
Зарегистрирован: Вт фев 20, 2007 11:36 am

Re: Эффект Мпембы

Сообщение MONSTA » Чт мар 20, 2025 2:09 pm

Это все демоны Максвелла. Они видят, что это мороженое слишком теплое, и стараются его быстрее охладить. Слишком сильно стараются.

Аватара пользователя
Jokermaniak
Сообщения: 3758
Зарегистрирован: Чт окт 02, 2014 4:41 pm

Re: Эффект Мпембы

Сообщение Jokermaniak » Пт мар 21, 2025 2:13 am

Я пытался как-то воспроизвести на емкостях с водой, не получалось.
Что, Карл Маркс запрещает держать на лестнице ковры? Разве где-нибудь у Карла Маркса сказано, что 2-й подьезд калабуховского дома на Пречистенеке следует забить досками и ходить кругом через черный двор?

kbob
Сообщения: 1913
Зарегистрирован: Сб окт 17, 2009 9:48 am

Re: Эффект Мпембы

Сообщение kbob » Пт мар 21, 2025 9:46 am

Jokermaniak писал(а):
Пт мар 21, 2025 2:13 am
Я пытался как-то воспроизвести на емкостях с водой, не получалось.
Постоянно наблюдаю, как раствор с более высоки пересыщением приходит к равновесной концентрации быстрее, чем раствор с меньшим пересыщением, хотя должно было наоборот.
If you are not part of the solution, you are part of the precipitate.

Аватара пользователя
Jokermaniak
Сообщения: 3758
Зарегистрирован: Чт окт 02, 2014 4:41 pm

Re: Эффект Мпембы

Сообщение Jokermaniak » Пт мар 21, 2025 2:43 pm

kbob писал(а):
Пт мар 21, 2025 9:46 am
Jokermaniak писал(а):
Пт мар 21, 2025 2:13 am
Я пытался как-то воспроизвести на емкостях с водой, не получалось.
Постоянно наблюдаю, как раствор с более высоки пересыщением приходит к равновесной концентрации быстрее, чем раствор с меньшим пересыщением, хотя должно было наоборот.
Это я тоже наблюдал, но:
Эффект Мпембы — это контринтуитивное физическое явление, при котором горячая система охлаждается быстрее, чем теплая.
Я не наблюдаю в формулировке эффекта Мпембы ничего про растворы и пресыщения.
Что, Карл Маркс запрещает держать на лестнице ковры? Разве где-нибудь у Карла Маркса сказано, что 2-й подьезд калабуховского дома на Пречистенеке следует забить досками и ходить кругом через черный двор?

MONSTA
Сообщения: 2741
Зарегистрирован: Вт фев 20, 2007 11:36 am

Re: Эффект Мпембы

Сообщение MONSTA » Пт мар 21, 2025 8:17 pm

kbob писал(а):
Пт мар 21, 2025 9:46 am
Постоянно наблюдаю, как раствор с более высоки пересыщением приходит к равновесной концентрации быстрее, чем раствор с меньшим пересыщением, хотя должно было наоборот.
Важно воздымаю перст вверх и глаголю: кинетический контроль! Понеже переход к равновесной концентрации требует образования осадка некого вещества, в котором его концентрация явно выше, чем в растворе. Вещество где-то должно скучковаться, что будет происходить быстрее при повышении концентрации. То есть, образование зародышей кристаллизации должно зависеть от концентрации хотя бы по закону действующих масс... который здесь, правда, вряд ли приложим.

kbob
Сообщения: 1913
Зарегистрирован: Сб окт 17, 2009 9:48 am

Re: Эффект Мпембы

Сообщение kbob » Сб мар 22, 2025 7:59 am

MONSTA писал(а):
Пт мар 21, 2025 8:17 pm
kbob писал(а):
Пт мар 21, 2025 9:46 am
Постоянно наблюдаю, как раствор с более высоки пересыщением приходит к равновесной концентрации быстрее, чем раствор с меньшим пересыщением, хотя должно было наоборот.
Важно воздымаю перст вверх и глаголю: кинетический контроль! Понеже переход к равновесной концентрации требует образования осадка некого вещества, в котором его концентрация явно выше, чем в растворе. Вещество где-то должно скучковаться, что будет происходить быстрее при повышении концентрации. То есть, образование зародышей кристаллизации должно зависеть от концентрации хотя бы по закону действующих масс... который здесь, правда, вряд ли приложим.
Вам почти уже открылась ИСТИНА, давайте еще немножко поднажмем. Предположим у нас протекает реакция:

A (NaCl в растворе пересыщенном) -> B (NaCl в насыщенном растворе + NaCl твердый) (растворимость 35,9 г/100 мл (+25 °C))

Какой раствор быстрее придет к равновесию (пересыщение станет меньше погрешности измерения):
1. р-р 100г/100 мл (уж не знаю как мы его приготовили, например смешением конц HCl и NaOH)
2. р-р 36г/100 мл + 64г монокристалл NaCl в осадке.

Надеюсь на содержательный ответ.
If you are not part of the solution, you are part of the precipitate.

Ответить

Вернуться в «физическая химия / physical chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость