歴史的背景編集

水の凍結に対する熱のさまざまな影響は、アリストテレスなどの古代の科学者によって説明されました。「水が以前に暖められたという事実は、急速に凍るまで：それで、それはより早く冷えるので、多くの人々は、水を素早く冷やしたいとき、それを太陽の下に置くことから始めます。それで、ポンタスの住民は、氷の上で釣りをするために野営します（彼らは穴を開けます氷と魚）葦の周りに温水を注ぐと、葦を固定するために鉛のような氷を使用するため、より早く凍結する可能性があります。」アリストテレスの説明には、「逆の品質に囲まれた結果として品質の強度が増加すると思われる」というアンチペリスタシスが含まれていました。

フランシスベーコンなどの近世の科学者は、「わずかにぬるま湯完全に冷たいものよりも簡単に凍ります。」元のラテン語では、「aqua parum tepida facilius conglacietur quam omninofrigida」。長い間火にかけられていた水は、他の水よりも早く凍結します。その理由は、水が加熱されている間、曲がりを止めることが最も少ない粒子の粒子が蒸発するためです。」これは、デスカルテスの渦理論に関連しています。

スコットランドの科学者ジョセフブラックは、以前に沸騰させた水と沸騰させていない水を比較して、この現象の特殊なケースを調査しました。以前に沸騰させた水はより速く凍りました。蒸発を制御した。彼は、実験結果に対する攪拌の影響について議論し、未沸騰の水を攪拌すると、以前に沸騰させた水と同時に凍結することに注意し、非常に冷たい未沸騰の水を攪拌するとすぐに凍結することにも言及しました。次に、ジョセフ・ブラックは、華氏の水の過冷却の説明について議論し（ただし、過冷却という用語は当時は造られていませんでした）、現代の用語では、以前に沸騰させた水はそれほど容易に過冷却することはできないと主張しました。

ムペンバのobservationEdit

この効果は、タンザニアのエラストムペンバにちなんで名付けられました。彼は1963年にタンガニーカのマガンバ中等学校のフォーム3で、料理教室で熱いアイスクリームミックスを凍らせ、冷たいミックスの前に凍ったことに気づいたときにそれを説明しました。彼は後にイリンガのムクワワ中学校（旧高校）の生徒になりました。校長は、ダルエスサラームにあるユニバーシティカレッジのデニスオズボーン博士を物理学の講義に招待しました。講義の後、ムペンバは彼に質問をしました。「同じ量の水が入った2つの同様の容器を取り、1つは35°C（95°F）で、もう1つは100°C（212°F）で入れます。 100°C（212°F）で始まった冷凍庫が最初に凍結します。なぜですか？」と、クラスメートと教師に嘲笑されるだけでした。最初の驚愕の後、オズボーンは職場でこの問題を実験し、ムペンバの発見を確認しました。ムペンバがアフリカ野生生物管理大学で勉強している間、1969年に結果を一緒に発表しました。ムペンバとオズボーンは70 ml（2.5 imp家庭用冷蔵庫のアイスボックス内の100ml（3.5 imp fl oz; 3.4 US fl oz）ビーカー内の水のサンプルをポリスチレンフォームのシートに載せたもの。凍結が始まるまでの時間は25°C（77°F）の初期温度で最長であり、約90°C（194°F）でははるかに少なかった。彼らは、蒸発による液量の損失を重要な要因および溶存空気の影響として除外した。 。セットアップでは、ほとんどの熱損失は液面からのものであることがわかりました。

最新の実験作業編集

David Auerbachは、液体に入れられたガラスビーカーのサンプルで観察された効果について説明しています。冷却浴。すべての場合において、水は過冷却され、温度oに達します。 fは通常、自然に凍結する前に-6〜-18°C（21〜0°F）です。自発的な凍結が始まるのに必要な時間にかなりのランダムな変動が観察され、場合によっては、最初に水がより高温で（部分的に）凍結し始めました。2016年に、BurridgeとLindenは基準を0°Cに達する時間として定義しました（32°F）、実験を実施し、これまでに発表された研究をレビューしました。彼らは、最初に主張された大きな違いは再現されておらず、小さな効果を示す研究は温度計の位置の変化によって影響を受ける可能性があると述べた。彼らは、「残念ながら、ムペンバ効果の有意義な観察を裏付ける証拠はないと結論付けています」と述べています。制御された実験では、効果は過冷却によって完全に説明でき、凍結時間は使用された容器によって決定されました。 Physics Worldのレビュー担当者は、次のように述べています。「現象の調査には、多数の初期パラメータ（水の種類と初期温度、溶存ガスとその他の不純物、容器のサイズ、形状と材質、冷蔵庫の温度など）を制御する必要があると彼は指摘しました。 凍結時間を確立する特定の方法を決定する必要があります。これらはすべて、ムペンバ効果の有無に影響を与える可能性があります。必要な膨大な多次元の実験により、効果がまだ理解されていない理由が説明される可能性があります。新しい科学者は、開始することを推奨しています。 効果を最大化するために35および5°C（95および41°F）でコンテナを使用した実験。関連する研究では、冷凍庫の温度がコンテナの温度だけでなくムペンバ現象を観察する確率にも影響を与えることがわかりました。