VÌ SAO NƯỚC NÓNG ĐÓNG BĂNG NHANH HƠN NƯỚC LẠNH?
VÌ SAO NƯỚC NÓNG ĐÓNG BĂNG NHANH HƠN NƯỚC LẠNH?
Đã có một thời gian dài mọi người luôn thắc mắc câu hỏi này, hôm nay tôi sẽ chia sẽ với các đọc giả đang quan tâm về vấn đề này như sau, chia làm hai trường hợp:
1) TRƯỜNG HỢP THỨ NHẤT: cho hai cốc nước không phải là nước cất, một cốc được đun nóng, cốc còn lại thì không. Cho cả hai vào tủ lạnh quan sát thấy cốc được đun nóng đóng băng trước là do loại nước này không phải là nước nguyên chất mà nó ở dạng dung dịch các hạt keo. Khi đun nóng do nhiệt độ cao nó phá vỡ cấu trúc các hạt keo có trong dung dịch làm cho chúng kết tủa xuống đáy cốc (chẳng hạn như nước cứng). Vì thế, nồng độ trong dung dịch giảm, điểm kết tinh tiến gần 0oC, nhanh đông hơn so với cốc không được đun nóng. Hãy nhớ lại định luật Raoult "Độ giảm điểm đông đặc (điểm kết tinh) tỉ lệ với độ tăng nồng độ của dung dịch"
2 TRƯỜNG HỢP THỨ HAI: cả hai cốc nước đều là nước cất, hiện tượng cốc đun nóng đóng băng khi lạnh đông được gọi là Hiệu ứng Mpemba (lấy tên của hiệu ứng là tên của học viên phát hiện ra hiện tượng này). Hiệu ứng Mpemba do những đặc tính độc nhất vô nhị của các liên kết phân tử của nước gây ra.
Một phân tử nước được hình thành từ các liên kết cộng hóa trị giữa một nguyên tử oxy với 2 nguyên tử hyđro. Tuy nhiên, khi một nguyên tử hyđro của một phân tử nước trôi giạt tới gần nguyên tử oxy trong một phân tử nước khác, chúng kết nối với nhau, tạo thành một liên kết hyđro.
Các liên kết hyđro kéo các phân tử nước lại gần nhau hơn, làm khởi phát lực đẩy tự nhiên giữa chúng, khiến các liên kết cộng hóa trị oxy - hyđro bị kéo căng cũng như dự trữ năng lượng. Vì vậy, khi chất lỏng ấm nóng, nó khiến các phân tử nước ở cách xa nhau hơn do các liên kết hyđro bị kéo giãn.
Khi các phân tử nước co rút trở lại và tỏa năng lượng, dẫn đến tình trạng làm mát, đồng nghĩa với việc nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh, giúp lí giải Hiệu ứng Mpemba.
Tuy nhiên, một số chuyên gia vật lý lưu ý rằng, cách giải thích trên hiện không thể dùng để dự đoán các đặc tính mới của nước, vốn có thể được tạo ra từ cách làm ngắn các liên kết cộng hóa trị. Vì vậy, vẫn còn một bước cần giải quyết trước khi bí ẩn được giải đáp thỏa đáng.
CÁC BẠN NÀO NGHIÊN CỨU BẢN CHẤT CỦA QUÁ TRÌNH NÀY MỘT CÁCH CÓ CƠ SỞ KHOA HỌC, LÀM SÁNG TỎ MỌI VẤN ĐỀ THÌ SẼ GIẢI QUYẾT ĐƯỢC MỘT VẤN ĐỀ CÓ Ý NGHĨA TRONG KHOA HỌC.
Tác giả: Nguyễn Tấn Dũng
