姆潘巴效应_姆潘巴效应被证实了吗

社会奇闻 2023-03-15 13:26www.188915.com奇闻趣事

姆潘巴效应人类社会发展的一个重要指标。这个效应的产生,主要是因为科学家们在研究过程中发现,当人类的大脑接收到外界信息时,会自动分析这些信息,然后将其转化为对人类有用的知识。也就是说,人类的大脑在接收到外界信息后,会自动进行学习,从而提高自己的智商。是这一过程并不是一蹴而就的,而是需要长时间的积累。所以,我们可以看到,一些天才的孩子,他们的智商都非常高,甚至超过了常人。


一姆潘巴效应

如果你需要更快地制取冰块,请先把水加热!这一看起来纯属反常识的笑话,真的是天方夜谭吗?

上世纪60年代,一名非洲坦桑尼亚的中学生姆潘巴发现,热的冰淇淋液比冷的混合液更快地结冰,他的好奇心激起了科学界长达数十年之久的激烈辩论,热度至今都丝毫不减!

1963年,坦桑尼亚的马干巴中学三年级的学生姆潘巴与同学们一起做冰淇淋吃。在做的过程中,他们先把生牛奶煮沸,加入糖,等冷却后倒入冰格中,再放进冰箱冷冻。有一天,当姆潘巴做冰淇淋时,冰箱冷冻室内放冰格的空位已经所剩无几。为了抢占剩下的冰箱空位,姆潘巴只得急急忙忙把牛奶煮沸,放入糖,等不及冷却,就把滚烫的牛奶倒入冰格中,并送入冰箱。一个半小时后,姆潘巴发现了一个让他十分困惑的现象他放入的热牛奶已经结成冰,而其他同学放的冷牛奶还是很稠的液体。照理说,水温越低,结冰的速度越快,而牛奶中含有大量的水,应该是冷牛奶比热牛奶结冰速度快才对,但事实怎么会颠倒过来了?

姆潘巴把这个疑惑从初中带到了高中。他先后请教了几个物理老师,都没有得到答案。一位老师感觉他提出的问题怪异得近乎荒唐,就用嘲讽的口吻说你说的这些就叫做姆潘巴的物理吧!但执着的姆潘巴并没有认为自己的问题很荒唐,他抓住达累斯萨拉姆大学物理系系主任奥斯博尔博士到他们学校访问的机会,又提出了自己的疑问。这位博士并没有对他的问题嗤之以鼻。奥斯博尔答应回去后会做这个实验。他认为这个男孩错了,但又觉得不应该嘲笑任何一个问题,而且可能真的有其他未知因素影响着冷却速率。让奥斯博尔内大吃一惊的是,实验结果的确如姆潘巴所言。于是,他邀请姆潘巴和他一起对这个现象进行了深入研究。1969年,他和姆潘巴共同署名发表了一篇论文,该现象便以姆潘巴的名字命名。

姆潘巴(左)与 奥斯博尔(右)2013年在伦敦

这一反直觉的现象称之为姆潘巴效应,是物理学中一个令人颇为头疼的怪异现象。"姆潘巴效应"指在同等质量和同等冷却环境下,温度略高的液体比温度略低的液体(非纯水)先结冰的现象。

姆潘巴现象是一种有违人们认知的特殊现象,历史上亚里士多德、培根和笛卡尔均曾以不同的方式描述过该现象,均未能引起广泛的注意。

在过去的10多年里,科学家对姆潘巴效应的

科学家给出的一个最常见的解释是对流热传递的作用水在升温过程中形成对流,热水移动到表面并蒸发。这一作用的结果是,装在一个杯盖打开的杯子里的热水,会比装在类似容器里的冷水蒸发得更快,因而剩下的水凝固得也更快。这一理论把姆潘巴效应限制在了敞开的容器中,一些在封闭的容器中的实验也观察到了这种现象。

另一种解释是生物原因同雨滴的形成需要"凝结核"一样,水要结成冰,需要水中有许许多多的"结晶中心"。生物实验发现,水中的微生物往往是结晶中心。某些微生物在热水中繁殖比冷水中快,这样一来,热水中的"结晶中心"就要比冷水中的"结晶中心"多得多,加速了热水结冰的协同作用围绕"结晶中心"生长出子晶,子晶是外延结晶的晶核。对流又使各种取向的分子流过子晶,依靠晶体表面的分子力,抓住合适取向的水分子,外延生长出分子作有序排列的许多晶粒,悬浮在水中。结晶释放的能量则通过对流放出,而各相邻的冰粒又连结成冰,直到水全部冻结为止。

当前的主流观点认为水中的氢键对这一现象至关重要。2015年有人从结晶层面提出在温水中水六聚体态的较高占比是姆潘巴效应下更快结晶的原因。 2016年又有人根据振动光谱和密度泛函理论优化水团簇模拟的结果提出了另一种可能的解释随着温度升高,总体氢键作用减弱其中弱静电氢键断裂而强氢键的数量增加;当温水快速冷却时,由这些少量的强氢键带来的小而强结合的团簇的存在促进了六边形冰的成核,出现了姆潘巴现象。

但其他研究人员的实验和上面的实验结果就不大相同了。有研究人员用纯净水反复做了类似实验,结果始终没有发现"姆潘巴现象"。还有对此感兴趣的研究者通过实验证实,只有当冰箱内有显著温差、或牛奶含糖量不同、或糖没有溶解、或做冰淇淋的液体中含有较多淀粉等非液体成分时,"姆潘巴现象"才会出现。这就是说"姆潘巴现象"是个别现象,其所包含的物理现象并不能否定我们的常识。

还有人认为,姆潘巴现象作为一个结冰特例并没有颠覆我们以往的有关常识,但它毕竟对我们的常识进行了一次激烈挑战,丰富了我们对水的认识。如果我们被常识束缚,硬把这个怪异现象当做荒唐现象来看待,那么我们就不会对水在特殊条件下的结冰特点有新发现。相反,如果我们在尊重常识的,还善于摆脱常识的束缚,我们才会有新发现。

无论如何,姆潘巴现象引发了一场持续数十年之久的大讨论,并且至今没有一个得到公认的定论。关于姆潘巴现象的讨论和实验,的确促进了人们在相关领域的认知。

对此感兴趣的朋友,不妨在自己家里试试哦。


二姆潘巴效应被证实了吗

这问题复杂就复杂在它来自生活,却又真实存在,越严格的实验反而越难重现这个现象。姆潘巴现象不是热水比冷水结冰快这么简单。原始的实验描述是姆潘巴他们学校做雪糕,他的是热的反而凝固快。用纯净水重复实验的人从来没成功过,所以糖、蛋白质等等东西起了很多复杂的作用,一直到前几年也有不少化学教育类的杂志还在讨论这个问题。英国化学会这次只是个科普活动,问题本身价值并不大,要不然怎么才1000块的悬赏。重在这个问题门槛低,大家都可以玩

三姆潘巴效应原因

姆潘巴效应原理在同等质量和同等冷却环境下,温度略高的液体在其与该冷却环境直接接触的分子将比温度略低的温度下降的快。
若其冷却环境能始终维持一致(温度不变)的冷却能力,则温度高的液体将先降至冷却环境温度,若温度低于该液体冰点则高温液体先结冰。
液体降温速度的快慢不是由液体的平均温度决定,而是由液体温度梯度决定的,当热的液体冷却时,梯度较大,而且在冻结前的降温过程中,热的液体的温度差一直大于冷的液体的温度差。这种情况是由于上表面的温度愈高,从上表面散发的热量就愈多,因而降温就愈快。
2012年,英国皇家化学学会举办比赛,解释姆潘巴现象。超过22000人参加,ErastoMpemba本人宣布NikolaBregovivic为获胜者。
Bregović提出了造成这种影响的两个原因——较冷的样品过冷而不是冻结,较温暖的样品中的增强对流通过保持容器壁上的热梯度而加速冷却。

四姆潘巴效应知道了什么

姆潘巴现象(Mpembaeffect),又名姆佩姆巴效应,指在同等体积、同等质量和同等冷却环境下,温度略高的液体比温度略低的液体先结冰的现象。

姆潘巴现象的原意是在同等容器、同等体积和同等冷却环境下,温度高的水比温度低的水先结冰的现象。

根据初中物理教材中有关液体方面的知识在标准大气压条件下,水的密度随着温度的变化而变化,4摄氏度时水的密度最大,在4摄氏以上不同温度的水之间决不可能存在“同等体积、同等质量”的关系。

所谓“姆潘巴现象指在同等体积、同等质量和同等冷却环境下,温度略高的液体比温度略低的液体先结冰的现象。

”是对姆潘巴现象原意的错误理解,也违背了物理理论,更影响了人们对姆潘巴问题的认识。

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