物理科技生物学-PHYICA

在上原结花受控环境中演示Mpemba效应

物理学 2022-03-08 23:59:17

作者:鲍勃·伊尔卡,物理

(同organic)有机 姆彭巴效应的能量景观和玻尔兹曼分布示意图

信用:自然(2020)

DOI: 10

1038/s 14586-020-2560-x 西蒙·弗雷泽大学的两位物理学家开发了一种在受控环境中演示姆潘巴效应的方法

在他们发表在《自然》杂志上的论文中,阿维纳什·库马尔和约翰·贝克霍弗描述了他们使用的装置、它显示的内容以及它的其他可能用途

早在1963年,坦桑尼亚一个名叫伊拉斯托·姆彭巴的小男孩发现自己正忙着为一群人做冰淇淋

这个过程的一部分包括加热水来消毒他使用的设备

有一次,他注意到了一些似乎违背常识的事情——热水有时比冷水结冰得更快

他后来对自己的发现做了一份报告,被认为是第一个认识到这种效应的人——这种效应现在被称为“姆彭巴效应”

" 自从姆彭巴的报告发表以来,科学家们更仔细地观察了水结冰时会发生什么,但还不能确定这种影响是否真实——这可能是水的复杂性的原因,也可能是因为其中涉及的变量

研究人员注意到,甚至最终结果也可以解释——例如,水需要开始沸腾还是达到完全沸腾?还是只是需要达到沸点?这些变量影响所涉及的时间;因此,这种影响很难重现

在这项新的努力中,研究人员开发了一个系统,以可靠的方式复制姆潘巴效应

这项工作包括在一个装满水的烧杯中建立一个热淬火(一种冷却)胶体系统,作为一个热浴

在实践中,它包括使用概率分布从不同的点将一个小玻璃珠滴入烧杯数千次

当每一个珠子掉落时,研究人员使用光镊获得一个虚拟的潜在轮廓

这样做迫使概率分布和系统温度发生变化

研究人员指出,当他们以特定的方式改变参数时,在某些情况下,他们能够观察到热水比冷水冷却得更快

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