Vì sao nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh?

Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Kỹ thuật Nanyang (Singapore) tin rằng, họ rốt cuộc đã giải mã được bí ẩn tại sao nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh - một hiện tượng đã được ghi nhận từ thời triết gia Aristotle của Hy Lạp cổ đại, nhưng cho tới nay vẫn là câu đố hóc búa đối với giới khoa học.

Hiệu ứng Mpemba
Sơ đồ mô tả "Hiệu ứng Mpemba": nước nóng sẽ đóng băng nhanh hơn nước lạnh

Hiện tượng nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh còn được gọi là "Hiệu ứng Mpemba", đặt theo tên một học sinh người Tanzania. Sau khi tham dự các lớp học nấu ăn hồi những năm 1960, nam sinh Erasto Mpemba đã phát hiện, hỗn hợp kem nóng sẽ đông nhanh hơn hỗn hợp kem lạnh và đặt câu hỏi này cho các giáo sư tới thăm trường của cậu vào năm 1968.

Tuy nhiên, từ rất lâu trước khi Mpemba ra đời, các triết gia vĩ đại trong lịch sử như Aristotle và Descartes cũng từng đề cập tới hiện tượng nước đóng băng kỳ lạ như trên.

Các nhà nghiên cứu đã cố gắng giải thích Hiệu ứng Mpemba bằng nhiều giả thuyết khác nhau, kể cả quan điểm cho rằng vật đựng ấm khiến việc tiếp xúc nhiệt với tủ lạnh tốt hơn, giúp truyền nhiệt nhanh hơn; hay nước ấm bay hơi nhanh hơn, giúp làm mát nước và khiến quá trình đóng băng diễn ra mau lẹ hơn. Dẫu vậy, không giả thuyết nào được đa số giới khoa học chấp nhận.

liên kết OH
Trong nước lạnh, các liên kết cộng hóa trị O - H dài, trong khi liên kết hyđro ngắn; còn trong nước nóng thì ngược lại.

Hiệp hội Hóa học Hoàng gia Anh thậm chí từng treo thưởng 1.000 bảng cho cá nhân hay tổ chức nào đưa ra lời giải thuyết phục.

Trong một nghiên cứu mới, nhóm các nhà khoa học đến từ Đại học Kỹ thuật Nanyang (Singapore), tuyên bố, Hiệu ứng Mpemba do những đặc tính độc nhất vô nhị của các liên kết phân tử của nước gây ra.

Một phân tử nước được hình thành từ các liên kết cộng hóa trị giữa một nguyên tử oxy với 2 nguyên tử hyđro. Tuy nhiên, khi một nguyên tử hyđro của một phân tử nước trôi giạt tới gần nguyên tử oxy trong một phân tử nước khác, chúng kết nối với nhau, tạo thành một liên kết hyđro.

Các liên kết hyđro kéo các phân tử nước lại gần nhau hơn, làm khởi phát lực đẩy tự nhiên giữa chúng, khiến các liên kết cộng hóa trị oxy - hyđro bị kéo căng cũng như dự trữ năng lượng. Vì vậy, khi chất lỏng ấm nóng, nó khiến các phân tử nước ở cách xa nhau hơn do các liên kết hyđro bị kéo giãn.

Khi các phân tử nước co rút trở lại và tỏa năng lượng, dẫn đến tình trạng làm mát, đồng nghĩa với việc nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh, giúp lí giải Hiệu ứng Mpemba.

Để chứng minh giả thuyết của mình, nhóm nghiên cứu do tiến sĩ Xi Zhang đứng đầu đã tính toán được mức độ tăng làm lạnh, bắt nguồn từ hoạt động phân tử và tiến hành các thí nghiệm cho thấy, đây là thủ phạm gây ra các khác biệt về đóng băng giữa nước nóng và nước lạnh đã quan sát được.

Tuy nhiên, một số chuyên gia vật lý lưu ý rằng, cách giải thích trên hiện không thể dùng để dự đoán các đặc tính mới của nước, vốn có thể được tạo ra từ cách làm ngắn các liên kết cộng hóa trị. Vì vậy, vẫn còn một bước cần giải quyết trước khi bí ẩn được giải đáp thỏa đáng.

Theo Daily Mail/Vietnamnet, 06/11/2013
Đăng ngày 07/11/2013
Tuấn Anh
Khoa học

Các mục tiêu kháng vi-rút tiềm năng trong quá trình nhiễm vi-rút hoại tử cơ ở tôm thẻ chân trắng

Trong những năm gần đây, giải trình tự phiên mã đã được áp dụng rộng rãi để nghiên cứu tương tác giữa virus và vật chủ. Bằng cách so sánh các hồ sơ biểu hiện gen vật chủ ở các giai đoạn nhiễm khác nhau, các nhà nghiên cứu có thể xác định các yếu tố chính và những thay đổi trong đường dẫn truyền tín hiệu do nhiễm virus gây ra, giúp nhận định được các chiến lược xâm nhập của virus và cơ chế kháng vi-rút của vật chủ.

Tôm thẻ chân trắng
• 10:53 18/12/2024

Hướng đi mới trong nuôi trồng thủy sản: Mô hình Aquaponics

Mô hình Aquaponics đang được xem là một trong những giải pháp đột phá cho ngành nuôi trồng thủy sản trong thời kỳ hiện đại. Không chỉ kết hợp hiệu quả giữa nuôi thủy sản và trồng cây trong hệ thống tuần hoàn khép kín, mô hình này còn tối ưu hóa tài nguyên, mang lại lợi ích kinh tế và bảo vệ môi trường.

Mô hình Aquaponics
• 14:27 16/12/2024

Giải pháp công nghệ hiện đại trong kiểm soát rận biển trên cá hồi

Rận biển, một loại ký sinh trùng nguy hiểm, đang trở thành vấn đề lớn trong ngành nuôi trồng cá hồi. Chúng không chỉ gây tổn hại nghiêm trọng đến sức khỏe cá mà còn làm giảm năng suất và gia tăng chi phí sản xuất.

Cá hồi
• 10:20 12/12/2024

Vật chủ trung gian truyền bệnh EHP trên tôm

Enterocytozoon hepatopenaei (EHP) lây truyền bệnh cho tôm chủ yếu xảy ra qua đường miệng bằng cách ăn phải bào tử các mô, trầm tích và nước bị ô nhiễm. Đồng thời chúng cũng được xác định có ở động vật không xương sống hoang dã như giun nhiều tơ, cua, động vật thân mềm và các loài động vật đáy khác như artemia, v.v. và chúng bị nghi ngờ là vật truyền mầm bệnh cho tôm giữa môi trường hoang dã và hệ thống nuôi.

Tôm thẻ chân trắng
• 10:18 11/12/2024

Calciphos - Bí quyết giúp tôm nuôi lột xác nhanh bóng đẹp khỏe mạnh

Khoáng chất là một trong những yếu tố cốt lõi đóng vai trò quan trọng cho sự phát triển toàn diện của tôm. Thiếu hụt khoáng chất có thể khiến tôm chậm lớn, vỏ mềm, dễ nhiễm bệnh. Calciphos với công thức được người nuôi tôm tin tưởng trong 15 năm là dung dịch khoáng đa vi lượng giúp người nuôi an tâm tôm cứng vỏ sau khi lột, chắc thịt, tăng cao tỷ lệ sống.

Calciphos Virbac
• 01:54 24/12/2024

Các lưu ý khi xử lý ao thả nuôi vụ tết 2025

Vụ nuôi thả dịp Tết luôn là thời điểm quan trọng trong ngành thủy sản. Xử lý ao nuôi tôm vụ Tết 2025 cần chú trọng các lưu ý đặc biệt để đảm bảo môi trường nước sạch, tôm khỏe mạnh, và đạt năng suất cao trong điều kiện thời tiết mùa Tết thường lạnh và có thể biến đổi thất thường.

Ao nuôi tôm
• 01:54 24/12/2024

Hướng đi xây dựng thương hiệu cho sản phẩm tôm Việt Nam

Tôm Việt Nam từ lâu đã nổi tiếng trên thị trường quốc tế nhờ chất lượng và giá trị dinh dưỡng cao. Tuy nhiên, để gia tăng giá trị thương hiệu và cạnh tranh mạnh mẽ với các sản phẩm tôm khác trên thế giới, việc xây dựng thương hiệu cho sản phẩm tôm Việt Nam là một yếu tố quan trọng.

Tôm thẻ
• 01:54 24/12/2024

Những câu hỏi thường gặp về bệnh EHP trên tôm

Bệnh vi bào tử trùng EHP là một trong những bệnh nguy hiểm đối với tôm nuôi, gây ra thiệt hại lớn cho ngành thủy sản. Bệnh này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe và tốc độ tăng trưởng của tôm mà còn gây khó khăn trong quản lý ao nuôi. Dưới đây là những câu hỏi thường gặp về bệnh EHP và các giải pháp hiệu quả mà người nuôi tôm cần biết.

Tôm thẻ chân trắng
• 01:54 24/12/2024

Mật độ thả giống tối ưu cho từng loại hình nuôi tôm

Mật độ thả giống đóng vai trò then chốt ảnh hưởng đến sức khỏe, tốc độ tăng trưởng, và năng suất thu hoạch. Việc lựa chọn mật độ phù hợp không chỉ dựa trên loại hình nuôi mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện ao, kỹ thuật chăm sóc, và môi trường nước.

Ao nuôi tôm
• 01:54 24/12/2024
Some text some message..