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    Démonstration de l'effet Mpemba dans un cadre contrôlé

    Schéma du paysage énergétique et distribution de Boltzmann pour l'effet Mpemba. Crédit: La nature (2020). DOI :10.1038/s41586-020-2560-x

    Deux physiciens de l'Université Simon Fraser ont mis au point un moyen de démontrer l'effet Mpemba dans un environnement contrôlé. Dans leur article publié dans la revue La nature , Avinash Kumar et John Bechhoefer décrivent la configuration qu'ils ont utilisée, ce qu'il a montré et d'autres utilisations possibles pour cela.

    En 1963, un jeune écolier tanzanien nommé Erasto Mpemba s'est retrouvé occupé à faire de la crème glacée pour un groupe de personnes. Une partie du processus impliquait de chauffer de l'eau pour désinfecter l'équipement qu'il utilisait. À un moment donné, il remarqua quelque chose qui semblait aller à l'encontre du bon sens :l'eau chaude gelait parfois plus vite que l'eau froide. Il a ensuite fait un rapport de ses découvertes et a été crédité comme le premier à reconnaître l'effet - il est maintenant connu sous le nom d'« effet Mpemba ».

    Depuis le rapport de Mpemba, les scientifiques ont examiné de plus près ce qui se passe lorsque l'eau gèle et n'ont pas été en mesure de décider si l'effet est réellement réel - c'est à cause de la complexité de l'eau, et aussi en raison des variables impliquées. Les chercheurs ont noté que même le résultat final peut être sujet à interprétation, par exemple, l'eau doit-elle commencer à bouillir ou arriver à ébullition complète ? Ou a-t-il juste besoin d'atteindre le point d'ébullition ? De telles variables ont un impact sur le temps impliqué; Donc, l'effet a été difficile à reproduire. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont développé un système pour reproduire l'effet Mpemba de manière fiable.

    Le travail consistait à construire un système colloïdal de trempe thermique (un type de refroidissement) à l'intérieur d'un bécher rempli d'eau, qui servait de bain de chaleur. En pratique, il s'agissait de déposer une petite bille de verre dans le bécher des milliers de fois à partir de différents endroits en utilisant une distribution de probabilité. Et comme chaque perle tombait, les chercheurs ont utilisé des pincettes optiques pour obtenir un profil de potentiel virtuel. Cela a forcé un changement dans la distribution de probabilité et un changement dans la température du système.

    Les chercheurs notent qu'en modifiant les paramètres de manière spécifique, ils ont pu observer le refroidissement de l'eau chaude plus rapidement que l'eau froide dans certains cas.

    © 2020 Réseau Science X




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