Mpembův jev - skutečnost nebo fikce? (Vliv historie na mrznutí vody)

Abstract

Cílem této práce bylo teoreticky i experimentálně prozkoumat reálnost tzv.Mpembova jevu, při němž původně teplejší voda zmrzne dříve než voda původně chladnější. Pojednává o něm množství teoretických i experimentálních prací, na jejichž základě byl vytvořen a diskutován seznam okolností, které by mohly Mpembův jev podpořit. Některé z nich byly experimentálně ověřovány. Experimenty byly prováděny jednak s malými množstvími destilované vody (do 1 ml) v laboratoři, jednak v "kuchyňských podmínkáchy s vodou z vodovodu (v množstvích okolo 200 ml) v obyčejné mrazničce. Určování okamžiků úplného zmrznutí vody bylo prováděno sledováním inexních bodů na teplotních křivkách. V protikladu k Mpembově jevu a v souladu s obvyklým názorem zmrzla studená voda zpravidla dříve než voda původně teplejší. Mpembův jev byl potvrzen nejvýrazněji v situaci, kdy se mohla nádoba s horkou vodou protavit do ledového podkladu. Ostatní sledované vlivy byly málo výrazné nebo neprůkazné.

The aim of this thesis was to review theoretically and experimentally so-called Mpemba eect, where the initially hot water freezes sooner than the initially cold one. Based upon already published theoretical and experimental works, a list of circumstances possibly supporting this phenomenon was created and discussed. Some situations were veried experimentally. These experiments were carried out partly in laboratory using small amounts of distilled water (less than 1 ml), partly in "kitchen conditions" using the tap water (about 200 ml) and a commercial home refrigerator. The time of freezing dened by freezing of the entire body of water was measured using the inection points of cooling curves. Unlikely to the Mpemba eect (and likely to the usual expectations), usually the sample of cold water freezes sooner than the hot one. The Mpemba eect occured rarely, mostly when the cooler was covered by the layer of the snow and the hot vessel could melt through it to reach better thermal contact than the cold vessel. Other observed cases were mostly inconclusive.