Số 217Đời sống4 phútlượt xem 70
Xuất bản bởi Thư viện GK · Nhà phụ
Nước nóng có đông đá nhanh hơn nước lạnh không?
Một cậu học sinh làm kem đã khiến chuyện này nổi tiếng, nhưng khi đo cẩn thận thì thường nước lạnh đông trước
Có thể bạn từng nghe rằng trong ngăn đá, nước nóng đông nhanh hơn nước lạnh. Hiện tượng này được gọi là "hiệu ứng Mpemba", nhưng trong các thí nghiệm giữ mọi điều kiện như nhau, nước lạnh thường chạm 0°C trước. Dù vậy, câu chuyện này tồn tại lâu đến thế cũng có lý do của nó.
Cái tên bắt đầu từ cây kem
Vào thập niên 1960, Erasto Mpemba, một học sinh trung học ở Tanzania, đang làm kem ở trường. Sợ mất chỗ trong ngăn đá, cậu cho luôn hỗn hợp sữa vừa đun sôi vào mà không để nguội. Khoảng một tiếng rưỡi sau, phần của cậu đã đông, còn phần của bạn cùng lớp, vốn được để nguội trước, vẫn chưa đông hẳn.
Mpemba đem chuyện này hỏi giảng viên đại học Denis Osborne, và năm 1969 hai người cùng công bố kết quả thí nghiệm trên một tạp chí về giáo dục vật lý. Những quan sát tương tự đã xuất hiện từ rất lâu trước đó, ngay cả trong các trước tác của Aristotle.
Đo lại thì kết quả khác
Năm 2016, hai nhà nghiên cứu người Anh Burridge và Linden dùng cùng loại bình, cùng loại nước và cùng điều kiện làm lạnh, chỉ thay đổi nhiệt độ ban đầu, rồi đo thời gian để nước chạm 0°C. Kết quả: nước nóng mất nhiều thời gian hơn. Nghĩ kỹ thì điều này khá tự nhiên: nước 80°C muốn đông thì chắc chắn phải đi qua mốc 20°C, nên tại thời điểm đó nó đã xuất phát muộn hơn nước vốn ở 20°C.
Hai ông cũng xem lại các báo cáo trước đây và chỉ ra rằng chỉ cần đặt nhiệt kế cao hoặc thấp hơn 1 cm cũng có thể khiến nước nóng trông như đang dẫn trước, vì nước đang nguội có nhiệt độ ở trên và ở dưới khác nhau. Tuy vậy, họ nói thêm rằng riêng thí nghiệm cũ của Mpemba và Osborne thì không thể giải thích hết bằng sai số kiểu này.
Vì sao ngăn đá ở nhà dễ gây nhầm lẫn
Trong bếp có nhiều yếu tố thay đổi hơn hẳn. Nước nóng bay hơi một ít nên lượng nước giảm, còn đáy bình có thể làm tan lớp tuyết bám rồi áp sát hơn vào mặt sàn lạnh. Bình đặt ở ngăn nào hay số lần mở cửa tủ cũng làm kết quả xê dịch. Osborne cũng biết điều này nên khi thí nghiệm đã đặt bình lên miếng xốp để ngăn hiện tượng đó.
Tiêu chuẩn thế nào là "đông" cũng mỗi nơi một khác. Kết quả sẽ thay đổi tùy bạn tính từ lúc lớp đá đầu tiên xuất hiện trên bề mặt hay lúc nước đông cứng hoàn toàn bên trong. Nếu muốn có đá nhanh, dùng nước lạnh là lựa chọn an toàn. Bình nóng còn có thể làm ấm cả thực phẩm để bên cạnh.
Trong cùng điều kiện, nước lạnh thường đông trước; những trường hợp nước nóng thắng thường là do cách đo hoặc môi trường trong ngăn đá.
Ghi chú và tài liệu tham khảo · Mpemba & Osborne 1969; Burridge & Linden 2016. Physics Education 1969, "Cool?"; Scientific Reports 2016. Ngay cả định nghĩa hiệu ứng Mpemba cũng khác nhau giữa các nghiên cứu, và tranh luận vẫn tiếp diễn.
Câu đố nhanh