Fenomeno Mpemba

[Candy]

La comunirà scentifica è alla prese con la ricerca di una soluzione ad un fenomeno, a quanto pare, difficile.
Mia moglie mi ha fatto osservare questo link, e sono andato un poco dietro a leggere di cosa si trattasse.
Per il vero ho subuito iniziato ad intravedere una via d'uscita, almeno credo io, per carità...
Per farla breve, ho posto queste condizioni iniziali:
- due bicchieri praticamente uguali;
- uno contenente acqua a temperatura ambiente;
- uno contenente acqua riscaldata;
- entrambi pieni allo stesso livello.

Fin da subito mi è venuto in mente che: nel bicchiera con acqua più calda, la massa presente dovrebbe essere inferiore rispetto al bichiere contenete acqua più fredda.

Ebbene, per farla breve, ho trasposto il problema in elettrico: il bicchiede diventa un condensatore; la temperatura diventa invece tensione eletrica, il congelatore una resistenza di scarica.
Ora il problema diviene: chi tra i due condensatori si scarica prima? Elettricamente diremmo: .
Se quindi la mia trasposizione del problema ha un senso, la tensione elettrica, ovvero la temperatura dell'acqua, non entrano nella formula, e, quindi, sembra essere un falso problema. Viceversa, entra nella formula la capacità e qui mi verrebbe da fare la trasposizione con la massa d'acqua nel mio ragionamento. Quindi, per ora, ho ragionato che si scaricherà prima il condensatore meno carico, che, per tutti i ragionamenti fatti prima, è il bicchiere a temperatura maggiore...

[Piercarlo]

Ah, tu ti sei letto quella roba lì? Tradurre grazie!

Ciao
Piercarlo

[Candy]

Tu hai voglia di scherzare. Lo sai da solo che google ti assiste anche in questo.

[Piercarlo]

beh, è un fenomeno noto da tempo anche se "inspiegabile" per i fisici (ma non per i gelatai che pare lo utilizzino correntemente per accelerare il raffreddamento dei gelati: basta metterlo in un frigo a temperatura molto più bassa di quello che ti serve alla fine).
Non ho trovato qualcuno che la spiegasse ma credo che il motivo alla fine stia semplicemente nella maggior differenza di temperatura (cioè di quantità di moto delle particelle all'inizio e alla fine): più è alta la differenza di temperatura e più rapidamente l'energia si trasmette all'ambiente a causa del maggior numero di collisioni tra le particelle calde e quelle fredde. La cosa peraltro dovrebbe valere solo nell'atmosfera: nel vuoto non dovrebbe esistere nessun fenomeno Mpemba.

Tutte congetture personalissime, neh... Bisognerebbe che qualcuno provasse a verificare la faccenda in una camera a vuoto per verificare l'ultimo punto.

Ciao
Piercarlo

[Sparafucile]

Buonasera signori,

... alla fine stia semplicemente nella maggior differenza di temperatura (cioè di quantità di moto delle particelle all'inizio e alla fine): più è alta la differenza di temperatura e più rapidamente l'energia si trasmette all'ambiente a causa del maggior numero di collisioni tra le particelle calde e quelle fredde...

Io sono d'accordo, ma non completamente. Nel caso di acqua piu' calda ci vuole inizialmente tempo per raffreddarla finche si arriva la temperatura della acqua piu' fredda. Poi il processo di raffreddamento continua alla stessa maniera come nel caso con la acqua piu' fredda.

[Piercarlo]

Nel caso di acqua piu' calda ci vuole inizialmente tempo per raffreddarla finche si arriva la temperatura della acqua piu' fredda. Poi il processo di raffreddamento continua alla stessa maniera come nel caso con la acqua piu' fredda.

Il succo "strano" del fenomeno in questione è che le cose pare non vadano così... Ovvero che più l'acqua è calda e più velocemente si raffredda. Una sua logica, in un raffreddamento per convenzione, ce l'ha in quanto c'è comunque un altro mezzo (aria, gas, un altro liquido) che può aiutare a portar via calore più velocemente in presenza di una differenza di temperatura più elevata, mentre nel vuoto, dove ci si può raffreddare solo per irraggiamento, probabilmente (è da verificare, io non ho un laboratorio!) non esiste nessun fenomeno Mpemba. E' 'sto ragazzo qua (ormai da tempo adulto) che ha fatto saltar fuori il casino ed è stato ben testardo a insistere finché non gli han dato retta! Io sono solo il messaggero!

Ciao
Piercarlo

[Candy]

Io dico solo che, stando a quello che ho letto, il problema è mal posto. Non ha alcun senso parlare temperatura. Non è un riferimento valido. Il problema è la quantità di calore totale, passando per la pressione ambiente, il concetto di vaso aperto, piuttosto che chiuso, ecc. Qui occorre il consulto con RenzoDF, che di acqua se ne intende.
Quando mettiamo due bicchieri di acqua all'interno di un refrigeratore, quindi due vasi aperti, succede di tutto. No, non sono capace di modellizzare il fenomeno, ma sono per ora dell'idea che il problema sia mal posto. Che sia un finto problema.

[RenzoDF]

... Qui occorre il consulto con RenzoDF, che di acqua se ne intende.

Io son solo esperto di acqua fredda e salata

... ad ogni modo lo strano "effetto" sembra proprio esserci e a quanto leggo sembra essere legato alla più efficiente espulsione dei gas disciolti ... per es.

www3.wooster.edu/physics/jris/Files/Thomas_Web_article.pdf

[Piercarlo]

Che sia un finto problema.

Può essere. Il problema in effettti non è tanto un problema fisico ma piuttosto di cosa non funzona nella nostra COMPRENSIONE di quel problema fisico: Prima che il ragazzo che ha dato il nome al fenomeno si intestardisse nel chiedere una risposta al quesito che poneva, si pensava che la risposta fosse plausibilmente un'altra che invece si è dimostrata sbagliata. Il problema di questo tipo di sbagli è che di solito, senza darci peso mentre lo si faceva, si è sorvolato su qualche dettaglio che era invece tutt'altro che da sorvolare. Ora vai a trovare qual è...

Ciao
Piercarlo

PS - Vedo che "l'invocato" è intervenuto!

[Sparafucile]

Anch'io non credo, che un fenomeno Mpemba esista dal punto di vista termodinamica. Se c'e di qualcosa interessante, dovrebbe essere nascosa nei processi di cristallizzazione d'acqua.