Ⅰ 鬼火是化學中的什麼現象(盤點世界六大神秘的鬼火之謎)
自從他的哥哥目睹了聖埃爾莫火災現象,美國威斯康星大學麥迪遜分校的大氣科學家史蒂維,比爾. 阿克曼就對這個神秘現象著了迷。比爾 · 阿克曼的哥哥當時正在暴風雨中。我們來看看。
盤點世界十大神秘鬼火之謎
聖艾爾摩之火
盤點世界十大神秘鬼火之謎
在海上航行的水手們有時會在夜間駕駛的船的桅桿頂部看到一種奇怪的藍色光芒。
自從他的兄弟目睹了"聖埃爾莫之火"現象以來,威斯康星大學麥迪遜分校的大氣科學家史蒂夫·史密斯就見證了這一現象。艾克曼被這個神秘的現象迷住了。
阿克曼的哥哥在暴風雨中正在地下室處理一些銅管。他說:"此時,雷暴雲逐漸移過該地區,然後突然有些銅管上方發出藍色光芒。從那時起,我一直在試圖找出究竟是什麼造成了這種現象。"
雷暴雲產生強大的電場,因為地面和雷暴雲之間有很大的電位差,你可以把它看作是靜電現象。這塊磁場在尖銳物體的末端加固,如金屬管或船桅的頂部。
如果這個電場足夠強,甚至可以把空氣分子撕成帶電粒子。因此,空氣變成了「等離子體」,發出光。
在實驗室中你也可以進行重現這種等離子體輝光現象,方法之一便是企業使用尖利物體來加強內部電場作用強度。不過盡管中國已經了解了其成因,但艾克曼還是一個非常重要希望自己能夠在自然界發展環境中再次看到這些天然發生的 「 聖艾爾摩之火 「 現象,他說:「 我到目前為止都沒能親眼看到過一次,但我很希望學生未來可能會有很多機會一飽眼福。「
就像聖埃爾莫爾的火一樣,沼澤幽靈火是一種神秘的發光現象,已經聽說了幾個世紀。
目擊者的懷疑可以大致地感受到它的名字,一個發光的現象,從來沒有在實驗室重復。
根據目擊者的描述,沼澤鬼火就像一種火光,時閃時穩,離地面很近。它通常發生在郊區的沼澤中,持續時間很短,通常在幾分鍾內消失。
Luigi Galasicelli來自義大利帕維亞大學,他最著名的成就是在實驗室里復制了著名的都靈裹屍布。加拉西塞利對自然界的鬼火現象也很感興趣,但仍然沒有他可以研究的案例。
加拉西卡利說:「真正的問題是,也許這種現象根本不存在。我們必須選擇信任還是希望。那些聲稱見過鬼火現象的目擊者沒有撒謊。」而如果自然界中確實存在這種所謂的「鬼火」現象,那麼Galasicelli將測試幾種潛在的可能性。比如這種鬼火相信多發生在沼澤,所以很可能與沼澤釋放的可燃氣體有關,其中甲烷是主要成分。但這里的問題是這些氣體是如何被點燃的。
或者,這些我們目擊報告進行根本問題就是通過虛假的,或許是目擊者自己頭腦中可以想像創造出來的幻覺,或者對於那些沒有亮光其實是月光在潮濕地面上的反光,目擊者錯誤的將其誤以為是火光。
美國外星文明研究機構(SETI)的專家弗里德曼·弗里德里希(Friedman Friedrich)說:「你感覺自己就像在一個巨大的光球中間。」
當你遇到地震光時,你可能會有這樣的感覺。Forlund先生說,這種光是一種空氣離子光,在特定類型的岩層中,在巨大應力下積累大量的靜電的過程中出現。
他說:「我們懷疑,當我們以非常高的速度將兩側的岩層壓在一起時,過程中釋放的大量電荷會以等離子體放電的形式出現。」然而,對於特定的外部表現形式,可能有許多不同的形式或顏色。
地震發生時發出的地震光似乎是從地下釋放出來的,可以分布到幾公里以外。光線在夜空中可以達到200到300米的高度,持續時間只有幾分之一秒,但是一次又一次的出現,一個又一個。
近年來,監控攝像機的逐漸普及使人們能夠捕捉到一些非常美麗的地震光圖像。沃蘭德說:「一些質量最好的地震光記錄照片出現在秘魯。我的一個在當地大學工作的朋友,在秘魯利馬南部發生8級地震的時候,碰巧錄下了地震光圖。當時地震波正在到達當地,天空中有強烈的地震光。」
在很長一段時間里,很多人都認為一個球形閃電不過是作為一種文化傳說,但事實上,這種現象是企業真實情況存在的。
2012年,一個研究小組在中國青海高原進行常規閃電監測。
這是人類第一次研究自然界中真正的球形閃電現象。科學家們通過分析,試圖了解這個神秘現象的真實面,捕捉到了這個明亮的球形閃電的光譜。
分析表明,球形閃電光譜中指示的來源是:土壤。在正常情況下,指向地面的風暴雲的條紋閃電擊中地面,從土壤中蒸發一些礦物質。其中一些含有硅酸鹽化合物,在某些極端情況下,它們會反應並產生硅膠。
這些細絲的化學性質非常活躍,一旦產生,就會與空氣中的氧氣發生反應並燃燒,形成研究人員看到的明亮的火球。
有時候,在太陽下山的前一刻,太陽上方會出現一片明亮的綠光。但這不是因為太陽變了顏色,而是因為它是海市蜃樓效應。
地球環境大氣系統會將一個太陽可以發出的白色光分解成具有不同的色光,就像棱鏡的作用也是一樣:紅色光波長較長,它受到的完全沒有影響企業更大發展一些,隨後依次是橘色,黃色,等等。由於紅色光遭受的是最強烈的彎曲強度效應,因此我們看上去會感覺紅光最早開始落入地平線,隨後依次是橘色光,黃光和綠光。
跟隨綠色光的顏色光-藍色、靛藍和紫色-被大氣分子強烈散射,這就是為什麼我們通常看到的天空是藍色的。
在正常情況下,這種顏色和光之間的差別效應非常小。要看到綠燈,還需要一種錯覺效果,使太陽看起來更大。在這種幻象作用下,太陽看起來像是在搖晃,就像水面上的波紋。海平面經常為這種奇怪的綠色閃光創造最佳條件。
向上閃電
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1935年,紐約帝國大廈頂部的一個監控攝像頭發現了一些奇怪的卡爾·麥凱克倫: 攝像頭記錄了一道閃電,但它不像普通閃電那樣從雲層指向地面。相反,它從帝國大廈指向雷暴雲。
氣象學家現在知道,每1000次雷擊就有一次向上的閃電。然而,雖然這一現象已經研究了幾十年,但科學家們仍然不清楚其機制。
風暴攝影師湯姆·華納目前我國正在成為美國南達科他礦業理工職業學院致力於對向上閃電具體問題成因機制的研究。他和其他相關研究工作人員管理已經可以證明存在著兩種方式不同的向上閃電,但這兩者的產生都需要有高層建築結構的存在,如高樓或是風力發電塔。
要發生第一種向上的閃電,首先需要有規律的從雲層到附近地面的雷擊。
第二種類型不需要在附近預先發生閃電,但可以自發地發生向上的閃電。自從2004年對這種現象著迷以來,沃納多次研究並拍攝了這種罕見的現象。為了獲得有價值的數據和圖像,他會駕駛自己的專機飛入暴風雲。
他說:「能夠在如此可以近距離上經歷一個暴風雨,甚至是在暴雨雲團的內部馳騁,這感覺我們真的棒極了!這是一種巨大的挑戰,需要你聚精會神。每次我駕機穿越暴雨雲團,我都會進行再次通過確認,這里工作真的已經不適合作為飛行!「
「紅色精靈「
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在暴雨雲團上方的極高空中,遠離雷暴雲系與地面放電引起的閃電現象。但是,有時候會出現一些鬼魅般的紅色閃光,范圍可以從幾十公里到幾千公里。從遠處看,它像一根植物卷須或水母觸手懸掛在天空。
這種社會現象我們現在被稱作「紅色精靈「或「幽靈閃電「,一般企業只有在非常重要大型的雷暴雲系中才會不斷出現。英國巴斯大學的馬丁·福爾克魯格表示:「這種文化現象進行強度極高。雷暴雲系中必須發展產生某種程度非常需要特殊的閃光,但這種經濟現象極其罕見。或許在1000次閃電過程中才會導致出現問題一次幽靈閃電現象。「
這樣的閃電會從雷雨雲系統中帶走大量的電荷。
此前有關這種現象的記錄極為罕見,但隨著相機價格持續下跌,有關這種神秘紅色閃光燈的報道正在上升。
一台普通的閉路電視加裝質量管理較好的夜視相機偶爾就能記錄到圖像信息質量水平較差的紅色精靈圖像,而業余流星觀測者們也為這一社會現象的觀測研究數據技術積累發展作出具有很大的貢獻。
「你可以用一台價值幾百英鎊的相機,拍攝一張低質量的紅色小精靈的照片。只要一點點指導,每個人都能做到! 」福克克魯格說
精靈閃電
盤點世界十大神秘鬼火之謎
精靈閃電(ELVES)看上去就像沒有一個具有巨大的甜甜圈,持續發展時間進行一般只有不到1毫秒,非常短促
光聽名字就可以看到,這個現象和前面提到的那個「紅精靈」非常相似。
這種現象一般出現在海拔80至100公里的地面上,與"紅精靈"的出現還是有明顯區別的。"這基本上是一種向外擴張的光環,"福爾克魯格表示。它看起來像一個來自太空的甜甜圈,中間有一個直徑超過1000公里的黑洞。"
精靈閃電轉瞬即逝,持續發展時間進行一般不超過1毫秒。產生影響這種社會現象我們需要雷暴雲系中出現這樣一種比較特殊教育類型的閃電,其具有瞬間上漲的電流強度。和紅色精靈不同,精靈閃電要求學生迅速的放電過程,因此這兩種現象基本情況不太可能會同時企業出現。
相比之下,精靈比紅精靈發生得更頻繁,每1到100次閃電就會出現一次精靈。
精靈通常看起來是白色的,因為它們的強度很高。「它們發生得非常非常快,」福克魯格說。所以你一般很難用肉眼看到。我自己也一直沒能看到,盡管我經常刻意去尋找。"
5,藍色噴射流和巨型噴射流
盤點世界十大神秘鬼火之謎
"藍色噴射流目前仍是個謎,"法爾克魯格說。"第一個問題就是它們是藍色的。藍色大氣很難從地面學習,因為天空是藍色的。此外,這種現象發生在小規模,是非常罕見的。
「我們不知道藍色噴氣式飛機發生的理想環境條件是什麼,」 folkgrug 說。有一種理論認為,當雷暴到達非常高的高度時,它們開始進入高層大氣。「雷暴雲內部有一個非常強烈的上涌,這將導致它們上升到正常水平以上。「當那發生的時候,藍色的噴射出現,但是我們還不能確定,」他說
但研究人員了解到,還有另一個謎團,被稱為」巨型噴氣機」似乎是藍色噴氣機和紅色小精靈的混合體。它們是寬闊的楔形燈光,比較容易看到,持續時間在10到100毫秒之間,與其他雷暴相比,持續時間相對較長。
法爾克魯格說:「在非洲海岸可以觀察到一個非常經典的巨型噴氣式飛機現象。然而,它們非常罕見。一般每100個紅精靈會有1~10架巨型噴氣式飛機。」
極光
盤點世界十大神秘鬼火之謎
地球南北極的極光是一場視覺盛宴:藍、綠、紅,虛無縹緲,卻是億萬公里外太空天氣事件的精準參照物。
美國猶他州州立大學的查爾斯·斯旺森指出:「極光可以有多種不同的形狀和結構,這主要取決於地球的磁場。」
地球不是唯一有極光的星球。「產生極光只需要幾個條件: 磁場、大氣層和太陽風的影響,」斯旺森說。木星和土星都有非常特別的極光,因為它們的大氣層與地球不同。
但事實上,極光不僅肉眼可見,還含有我們看不見的成分,這就是斯旺森的研究對象。
他說:「現在的問題是,極光這些看不見的部分的變化和運動是否與我們能看到的極光同步?雖然相關研究剛剛起步,但我覺得這個問題的答案應該是肯定的。」
Ⅱ 化學在所有外星文明的多元宇宙的所有外星文明化學深淵及盡頭
50年代開始人類就積極地尋找外星文明,可是花了整整70年人類都無法找到外星文明,讓人類信心大受打擊,也讓人懷疑宇宙中真的就只有我們地球存在文明了,這樣的結果讓人類孤獨感頓時油然而生,浩瀚的宇宙只有人類一種文明是一件多麼可怕的事情,就好比整個地球只剩下你一個人一樣,任憑你大哭大笑還是怎麼樣,都沒人理你,時間長了就會孤獨而死,人類也一樣,找不到外星文明,情緒無法發泄,只能找到自己的同胞下手,於是地球上總是戰爭不斷,內耗嚴重,至今地球還沒有統一。
人類一直在尋找外星人
如果人類能夠找到外星文明,對地球都是有利的,如果外星文明帶著友好來到地球,人類可以利用他們先進的文明發展人類文明;而如果它們帶著侵略性對地球進行侵略,又可以讓人類停止內耗,共同抗擊外星人,從而促進地球統一,一旦地球統一人類文明將比現代發展的速度快幾十倍,但是遺憾的是人類始終找不到外星人,甚至連外星生命都找不到,讓人類感到很沮喪。
宇宙到底有沒有外星人
有句話是這樣說的:方向錯了,再怎麼努力都沒有用,那麼人類花了整整70年都找不到外星人,是不是努力的方向錯了,還真有可能,在70多年的時間裡面,人類把大部分的精力都放在太空,反而忽略了我們所居住的地球,人類能否把方向改一改,把研究的重點由太空轉向地球, 有可能地球上就隱藏著外星文明的信息呢?
地球最神秘的地方:百慕大三角
為什麼說地球上有可能隱藏著外星文明信息呢,因為考古學家發現,在我們地球上不僅僅存在人類文明一種文明,還有可能存在多個史前文明,而這些史前文明與外星文明存在某個聯系,並且考古學家還展示了史前文明存在的五大證據。
第一個經典證據:20億年前的核反應堆。
上世紀70年代,考古學家在非洲中部加彭共和國的奧克洛發現了一個核反應堆,經過考古學家使用碳-14技術進行測定,這個核反應堆存在的時間竟然高達20億年,也就是說這個核反應堆在20億年前就已經被建成,科學家把這座史前核反應堆命名奧克洛核反應堆。根據科學家們的深入研究,發現奧克洛核反應堆持續發生了幾十萬年的核反應,期間消耗大約1噸的鈾-235,總共輸出了3000萬伏特的電能。
20億年前的奧克洛核反應堆
對於這個20億年前的核反應堆,有一些科學家表示它根本就是自然形成的,不是什麼史前文明遺物,但是地球那麼大,為什麼只形成一個核反應堆呢,而且核反應是一種非常復雜的物理反應,自然形成的概率微乎其微,就把一堆鈾-235給你隨便怎麼弄都不可能發生核反應,只有人為的設定非常合適的條件才有可能發生,因此這座20億年前的核反應堆形成至今是一個謎,可能與史前文明或者外星文明有關。
第二個證據:史前核戰爭。
我們知道人類最早的核武器誕生於上世紀40年代中期,至今掌握時間不過70年,但是考古學家發現,在印度一座距今5000多年的古城竟然發生過核戰爭,這座印度古城就是著名的摩亨佐-達羅城,考古學家在這座古城中檢測到了核輻射,並且在古城中發現了一些「玻璃石」,這些玻璃石自然根本無法形成,必須要使用核爆炸時產生的幾千度高溫才能形成,更不可思議的是,這些「玻璃石」的個頭和成分和如今在核試驗場發現的完全相同。由此考古學家推測,古人早已經掌握了「核能」,但是古人技術那麼落後是不可能的,只有史前文明一個解釋了。
印度古城摩亨佐-達羅城
第三個證據:亞特蘭蒂斯文明遺址被發現。
在古希臘哲學家帕拉圖的著作《對話錄》中記載著一個史前文明,這個史前文明叫作亞特蘭蒂斯文明,亞特蘭蒂斯文明是存在一塊叫作大西洲的大陸上,這塊大陸面積為140萬平方公里,位置大概位於葡萄牙東南海域,亞特蘭蒂斯文明是一個高度發達文明,最高峰的時候人口達到2300萬,這個文明到處都是使用黃金建成的房子和宮殿,生活非常富裕,後來毀滅於一場10000年前發生的大洪水。
亞特蘭蒂斯文明想像圖
亞特蘭蒂斯文明遺址
2011年考古學家聲稱在葡萄牙東南海底發現疑似亞特蘭蒂斯文明的遺址;2013年考古學家在直布羅陀海峽附近海域發現了海底金字塔和海底宮殿;種種跡象表明,亞特蘭蒂斯文明並非是傳說,而是極有可能存在的一個史前文明。
第四個證據:埃及金字塔。
埃及人一直聲稱金字塔是他們古人建造的,可是明白人都懂,依靠古人那種簡單的工具和稀少的人口,要完成金字塔這種宏偉的工程幾乎不可能,而且金字塔內部存在各種各樣先進的設計,怎麼都無法讓人相信這是古代人類建造的,唯一合理的解釋是生活在地球的史前文明建造金字塔作為他們在地球的坐標,後來有一天離開了地球移民到了其他更好的星球,金字塔成為他們在地球上生活過的一個證明。
埃及金字塔
第五個證據:瑪雅文明;
瑪雅文明,一個古老而又神秘的文明,作為一個古老的文明,它擁有的極其發達的天文知識、建築技術、數學知識、藝術技術與這個落後原始部落文明不匹配,一個都還沒開化的原始部落文明怎麼可能掌握如此超高的天文學知識,除了史前文明或者外星文明傳授以外,似乎沒有更好的解釋了。
瑪雅文明遺址
令人感到費解的是,這個創造了輝煌成就的文明竟然在一夜之間消失了,難道他們知道人類可能要發現他們,提前離開地球回到了他們的母星?
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Ⅲ 人們都說高中化學主要靠死記硬背,對此你怎麼看
化學是一門非常有趣的科目,在學化學的時候,孩子就能夠明白很多知識。小編認為高中化學是不能靠死記硬背的,一定要讓孩子對化學感興趣,可以讓孩子做一些化學實驗,這樣孩子就能夠學得更好。死記硬背只會讓孩子學會考試,但是在實際生活中卻不能夠正確的運用這些知識。
Ⅳ 神秘化學效應——姆潘巴效應
一、姆潘巴效應
人們通常都會認為,一杯冷水和一杯熱水同時放入冰箱時,冷水結冰快。事實並非如此。1963年的一天,在地處非洲熱帶的坦尚尼亞一所中學里,一群學生想做一點冰凍食品降溫。一個名叫埃拉斯托·姆佩巴的學生在熱牛奶里加了糖後,准備放進冰箱里做冰淇淋。他想,如果等熱牛奶涼後放入冰箱,那麼別的同學將會把冰箱占滿,於是就將熱牛奶放進了冰箱。過了不久,他打開冰箱一看,令人驚奇的是,自己的那杯冰淇淋已經變成了一杯可口的冰淇淋,而其他同學用冷水做的冰淇淋還沒有結冰。他的這一發現並沒有引起老師和同學們的注意,相反在為他們的笑料。姆佩巴把這特殊現象告訴了達累薩拉姆大學的物理學教授奧斯博爾內博士。奧斯博爾內聽了姆佩巴的敘述後也感到有點驚奇,但他相信姆佩巴講的一定是事實。尊重科學的奧斯博爾內又進行了實驗,其結果也姆佩巴的敘述完全相符。這就確切地肯定了在低溫環境中,熱水比冷水結冰快。此後,世界上許多科學雜志載文介紹了這種自然現象,還將這種現象命名為"姆佩巴效應。
二、姆佩巴效應的歷史
熱水比冷水更快結冰的事實已被知道了很多個世紀。最早提到並記載此一現象的數據,可追溯到公元前300年的亞里斯多德,他寫道:
"先前被加熱過的水,有助於它更快地結冰。因此當人們想去冷卻熱水,他們會先放它在太陽下..."
但在20世紀前,此現象只被視為民間傳說。直到1969年,才由Mpemba再次在科學界提出。自此之後,很多實驗證實了Mpemba效應的存在,但沒有一個唯一的解釋。
大約在1461年,物理學家GiovanniMarliani在一個關於物體怎樣冷卻的辯論上,說他已經證實了熱水比冷水更快結冰。他說他用了四盎司沸水,和四盎司未加熱過的水,分別放在兩個小容器內,置於一個寒冷冬天的屋外,發現沸水首先結冰。但他沒能力解釋此一現象。
到了十七世紀初,此現象似乎成為一種常識。1620年培根寫道"水輕微加熱後,比冷水更容易結冰。"不久之後,笛卡兒說"經驗顯示,放在火上一段時間的水,比其它水更快地結冰。"
直至1969年,那已是Marliani實驗500年之後,坦尚尼亞中學的一個命叫Mpemba的中學生再發現此現象的故事,被刊登在《新科家》(NewScientist)雜志。這個故事告訴科學家和老師們,不要忽視非科學家的觀察,和不要過早下判斷。
1963年,Mpemba正在學校造雪糕,他混合沸騰的牛奶和糖。本來,他應該先等牛奶冷卻,之後再放入冰箱。但由於冰箱空間不足,他不等牛奶冷卻,就直接放入去。結果令他很驚訝,他發現他的熱牛奶竟然比其同學的更早凝固成冰。他問他的物理老師為什麼,但老師說,他一定是和其它同學的雪糕混淆了,因為他的觀察是不可能的。
當時Mpemba相信他老師的說法。但那一年後期,他遇見他的一個朋友,他那朋友在Tanga鎮製造和售賣雪糕。他告訴Mpemba,當他製造雪糕時,他會放那些熱液體入冰箱,令他們更快結冰。Mpemba發覺,在Tanga鎮的其它雪糕銷售者也有相同的實踐經驗。
後來,Mpemba學到牛頓冷卻定律,它描述熱的物體怎樣變冷(在某些簡化了的假設下)。Mpemba問他的老師為什麼熱牛奶比冷牛奶先結冰。這位老師同樣回答是一定Mpemba混淆了。當Mpemba繼續爭辯時,這位老師說:"所有我能夠說的是,這是你Mpemba的物理,而不是普遍的物理。"從那以後,這位老師和其它同學就用"那是Mpemba的數學"或"那是Mpemba的物理"來批評他的錯誤。但後來,當Mpemba在學校的生物實驗室,嘗試用熱水和冷水做實驗時,他再一次發現:熱水首先結冰。
更早時,有一位物理教授Osborne博士訪問Mpemba的那間中學。Mpemba問他這個問題。Osborne博士說他想不到任何解釋,但他遲些會嘗試做這個實驗。當他回到他的實驗室,便叫一個年輕的技術員去測試Mpemba的實驗。這位技術員之後報告說,是熱水首先結冰,又說:"但我們將會繼續重復這個實驗,直至得出正確的結果。"然而,實驗報告給出同樣的結果。在1969年,Mpemba和Osborne報導他們的結果。
同一年,科學上很常見的巧合之一,Kell博士獨立地寫了一篇文章,是關於熱水比冷水先結冰的。Kell顯示,如果假設了水最初是透過蒸發冷卻,和維持均勻的溫度,這樣,熱水就會失去足的質量而首先結冰。Kell因此表明這種現象是真的(當時,這現象在加拿大城市是一個傳聞。),而且能夠用蒸發來解釋。然而,他不知道Osborne的實驗。Osborne測量那失去的質量,發現蒸發不足以解釋此現象。後來的實驗採用密封的容器,排除了蒸發的影響,仍然發現熱水首先結冰。
三、對姆佩巴效應的各種解釋
什麼是Mpemba效應?有兩個形狀一樣的杯,裝著相同體積的水,唯一的分別是水的溫度。現在將兩杯水在相同的環境下冷卻。在某些條件下,初溫較高的水會先結冰,但並不是在任何情況下,都會這樣。例如,99.9℃的熱水和0.01℃的冷水,這樣,冷水會先結冰。Mpemba效應並不是在任何的初始溫度、容器形狀、和冷卻條件下,都可看到。
一般人會認為這似乎是不可能的,還有人會試圖去證明它不可能。這種證明通常是這樣的:30℃的水降溫至結冰要花10分鍾,70℃的水必須先花一段時間,降至30℃,然後再花10分鍾降溫至結冰。由於冷水必須做過的事,熱水也必須做,所以熱水結冰慢。這種證明有錯嗎?
這種證明錯在,它暗中假設了水的結冰只受平均溫度影響。但事實上,除了平均溫度,其它因素也很重要。一杯初始溫度均勻,70℃的水,冷卻到平均溫度為30℃的水,水已發生了改變,不同於那杯初始溫度均勻,30℃的水。前者有較少質量,溶解氣體和對流,造成溫度分布不均。這些因素會改變冰箱內,容器周圍的環境。下面會分別考慮這四個因素。
1.蒸發——在熱水冷卻到冷水的初溫的過程中,熱水由於蒸發會失去一部分水。質量較少,令水較容易冷卻和結冰。這樣熱水就可能較冷水早結冰,但冰量較少。如果我們假設水只透過蒸發去失熱,理論計算能顯示蒸發能解釋Mpemba效應。這個解釋是可信的和很直覺的,蒸發的確是很重要的一個因素。然而,這不是唯一的機制。蒸發不能解釋在一個封閉容器內做的實驗,在封閉的容器,沒有水蒸氣能離開。很多科學家聲稱,單是蒸發,不足以解釋他們所做的實驗。
2.溶解氣體——熱水比冷水能夠留住較少溶解氣體,隨著沸騰,大量氣體會逃出水面。溶解氣體會改變水的性質。或者令它較易形成對流(因而較易冷卻),或減少單位質量的水結冰所需的熱量,或者改變沸點。有一些實驗支持這種解釋,但沒有理論計算的支持。
3.對流——由於冷卻,水會形成對流,和不均勻的溫度分布。溫度上升,水的密度就會下降,所以水的表面比水底部熱—叫"熱頂"。如果水主要透過表面失熱,那麼,"熱頂"的水失熱會比溫度均勻的快。當熱水冷卻到冷水的初溫時,它會有一熱頂,因此與平均溫度相同,但溫度均勻的水相比,它的冷卻速率會較快。雖然在實驗中,能看到熱頂和相關的對流,但對流能否解釋Mpemba效應,仍是未知。
4.周圍的事物——兩杯水的最後的一個分別,與它們自己無關,而與它們周圍的環境有關。初溫較高的水可能會以復雜的方式,改變它周圍的環境,從而影響到冷卻過程。例如,如果這杯水是放在一層霜上面,霜的導熱性能很差。熱水可能會熔化這層霜,從而為自己創立了一個較好的冷卻系統。明顯地,這樣的解釋不夠一般性,很多實驗都不會將容器放在霜層上。
最後,過冷在此效應上,可能是重要的。過冷現象是水在低於0℃時才結冰的現象。有一個實驗發現,熱水比冷水較少會過冷。這意味著熱水會先結冰,因為它在較高的溫度下結冰。但這也不能完成解釋Mpemba效應,因為我們仍需解釋為什麼熱水較少會過冷。
在很多情況下,熱水較冷水先結冰,但並不是在所有實驗中都能觀察到這種現象。而且,盡管有很多解釋,但仍沒有一種完美的解釋。所以,姆佩巴效應仍然是一個謎