Что такое парадокс Мпембы

В природе много удивительных вещей. Многие из них на вид простые, но объяснить их с точки зрения науки не так-то просто. Вот и над эффектом Мпембы ученые ломают голову до сих пор.

Если сейчас вы возьмете два стакана — один с холодной водой, а другой с кипятком, — поставите их в холод и будете замерять через каждую минуту их температуру, то увидите, что горячий стакан в определенный момент начнет остывать быстрее холодного. Казалось бы, температура воды не должна влиять на скорость ее остывания, однако эффект Мпембы показывает, что это не так.

Этот парадокс известен еще со времен Аристотеля, но название ему дали только в 1969 году. А объяснить или опровергнуть этот эффект ученые не могут до сих пор. Одни эксперименты говорят о том, что никаких различий в скорости остывания холодной и горячей воды нет, а другие утверждают обратное.

Пока исследователи так и не смогли до конца понять, существует ли парадокс Мпембы или это просто ошибки измерений. Однако проведенные расчеты показывают, что такой эффект все же возможен и его можно объяснить с помощью нескольких термодинамических явлений.

Во-первых, горячая вода испаряется быстрее холодной, значит ее объем уменьшается и может охлаждаться быстрее. Во‑вторых, когда молекулы воды испаряются с поверхности горячей жидкости, они забирают с собой тепловую энергию. Этого не происходит в случае холодного стакана, поэтому кипяток, от которого исходит пар, будет остывать быстрее.

Существует также множество других эффектов, но они не оказывают существенного влияния на скорость охлаждения жидкости. В любом случае вопрос о существовании эффекта Мпембы остается открытым — ученым только предстоит решить, аргументы какой из сторон лучше всего соответствуют истинной природе наблюдаемого явления.