Una historia sobre la temperatura
Este es el efecto mpemba.
Los principios científicos surgen del mundo de la experimentación y la observación. La observación es el primer paso. Sin observación, no habrá progreso posterior.
-Mendeleev (Rusia)
Primero, la cuidadosa observación del estudiante de secundaria Mpamba desafió la autorizada ley de enfriamiento de Newton.
Cuando yo (Mpamba) estaba en tercer grado en la escuela secundaria Makamba en Tanzania, los niños de la escuela siempre hervían la leche, luego la enfriaban, la vertían en una bandeja con hielo y la guardaban en el refrigerador. . Para conseguir la última bandeja de hielo en el frigorífico, decidí ponerle leche caliente a riesgo de dañar el frigorífico. Más de una hora después, abrimos el refrigerador y apareció un milagro asombroso: la leche caliente en mi cubitera se había convertido en hielo duro, mientras que el hielo todavía era un líquido viscoso. Corrí rápidamente a preguntarle al profesor de física y él respondió con calma: "Eso definitivamente no sucederá".
Después de ingresar a la escuela secundaria, cuando estaba estudiando la ley de enfriamiento de Newton, le pregunté nuevamente al profesor de física. , y dijo: También desestimé con ligereza mis observaciones. Continué contando mis razones, pero la maestra no quiso escucharlas. Los compañeros de clase también ayudaron al profesor y me preguntaron: "¿Crees en la ley de enfriamiento de Newton?" Tuve que defenderme: "¡Pero la ley es inconsistente con los hechos que observé!" El maestro parecía impotente y dijo: "¡Lo que dijiste se llama física en Mpamba!" "A partir de entonces, "Física de Mbamba" se convirtió en mi apodo. Siempre que decía algo mal, mis compañeros inmediatamente decían: "¿Qué es este Mpamba?" A pesar de esto, sigo creyendo firmemente que mi observación es correcta. Puede que contienen una verdad más profunda.
Este año, el Dr. Osborne, director del departamento de física de la Universidad de Dar es Salaam, la universidad más importante de Tanzania, visitó nuestra escuela y decidí ir a buscar un médico. y dígaselo. Al principio se rió, luego escuchó atentamente mi relato. Cuando el médico regresó a la escuela, observó el mismo hecho. Dijo: "Mpemba. La observación en realidad plantea un peligro que podrían enfrentar los físicos destacados". También plantea una pregunta interesante para los profesores de física. "
El médico me invitó a publicar conjuntamente un artículo publicado en "British Education", que presenta y explica el fenómeno de la congelación de la leche caliente primero en el refrigerador. El contenido principal es:
1. Después de reemplazar la leche con agua, observamos que el agua caliente en el refrigerador todavía se congelaba antes que el agua fría.
2. La parte superior del agua aumentó. Hay una clara diferencia de temperatura entre la superficie (S) y el fondo (B) que es casi inobservable durante el proceso de enfriamiento lento. La Figura 1-1 muestra las temperaturas iniciales de 70 °C (línea continua). y 47°C (línea discontinua). El registro de observación de la diferencia de temperatura del agua S-B. Como se puede ver en la figura, no hay diferencia de temperatura entre la superficie superior y el fondo al principio, pero una vez que la temperatura se enfría rápidamente, la diferencia de temperatura aparece inmediatamente. La diferencia de temperatura máxima en el agua con una temperatura inicial de 70 °C es cercana a 14 ℃, mientras que la diferencia de temperatura máxima en el agua con una temperatura inicial de 47 ℃ es solo de aproximadamente 10 ℃, que es. lo que observamos cuando el agua fría y caliente se enfría rápidamente
Las imágenes relacionadas de este tema son las siguientes:
Basándonos en las observaciones cuantitativas anteriores, explicamos el fenómeno de la leche caliente (. o agua caliente) congelando primero de la siguiente manera:
1. La velocidad de enfriamiento no está determinada por la temperatura promedio del líquido, sino por la diferencia de temperatura entre la superficie superior y el fondo del líquido. líquido cuando la leche caliente se enfría rápidamente, esta diferencia de temperatura es mayor y durante todo el proceso de enfriamiento antes de congelar, la diferencia de temperatura de la leche caliente es siempre mayor que la de la leche fría.
2. A mayor temperatura de la superficie superior, más calor se emite desde la superficie superior, por lo que la temperatura desciende más rápido.
Basado en las dos razones anteriores, la leche caliente se enfría más rápido, razón por la cual la leche caliente se congela primero.
Además de la explicación de que la leche caliente se congela primero, deducimos audazmente una "conjetura" interesante: en los días de heladas severas, las tuberías de agua caliente deberían congelarse antes que las de agua fría, ¿verdad? En el ecuador, el clima aquí es cálido durante todo el año, por lo que es difícil observar este fenómeno tan interesante. Damos la bienvenida a amigos de la escuela secundaria que puedan observar este fenómeno para brindarnos información y discutirlo con nosotros. Desde la publicación de nuestro artículo, muchas revistas científicas de todo el mundo han publicado este fenómeno natural, que se considera un serio desafío a la ley de enfriamiento de Newton, y este fenómeno natural también lleva mi nombre "efecto Mpamba".