【研究】お湯が冷水よりも早く凍る「ムペンバ効果」のナゾが解明される！ [しじみ★]
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→お湯が冷たい水よりも先に凍るムペンバ効果の原因は物理学永遠の謎だった
→しかし謎は解明され温度のむらが原因だと判明する
→温度にむらがあるとき局所的に高温になった物質は低温の分子状態に素早く移行できる
ムペンバ効果を現実の熱システムに応用できれば温度革命が起こる
お湯は冷たい水よりも先に凍ります。
この直感に反した不思議な現象について、最初に言及したのは2300年前のアリストテレスでした。
彼は著書において「お湯を早く冷ますには、まず日なたに置くべきである」と記しています。
しかしアリストテレスは「ウナギは泥から発生する」など現代ではとても科学的とは言えない記述も残しており、「お湯を冷ますには温めろ」との言葉も、賢者の世迷言として長い間、忘れられてきました。
しかし1963年にタンザニアに住む13歳の少年、ムペンバ君は、熱い水のほうが冷たい水よりも早く凍ることを発見し、学校で研究成果を発表しました。
はじめは学校中の生徒と先生に笑われた発表でしたが、著名な物理学者がムペンバ君の主張が正しかったことを証明すると流れは一転。
「熱いもののほうが冷たいものより早く凍る現象（ムペンバ効果と命名）」は、物理学における巨大な謎として現在まで君臨し続けていました。
実はアリストテレスによって記録され、ムペンバ少年によって再発見されたこの不思議な現象は、今日に至るまで誰も仕組みを解明することができなかったからです。
しかし今回、カナダのサイモンフレイザー大学の研究者たちにより、長年の謎解明につながる大きな発見がなされ、研究が世界で最も権威ある学術雑誌「Nature」に掲載されました。
いったいどんな仕組みが、熱いモノを冷たいモノよりも早く冷やしていたのでしょうか？
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■物体の状態は温度が決めているのではなかった
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ムペンバ効果が発見されてから様々な実験が行われてきた結果、熱いモノのほうが冷たいモノより早く冷却するという現象は、水以外にも磁気系、クラスレート水和物、ポリマー、ナノチューブ共振器、量子系、低温ガスなどでも起こることがわかってきました。
そこで研究者らは、水やポリマーよりも遥かに単純なシステムで、ムペンバ効果を再現することができれば、その解明に大きく近づけると考えました。
具体的には、小さなビーズを水分子に見立てて、ビーズをレーザーで熱し、そして水で冷却しすることで、ビーズ内部のエネルギー（電位）が減少していく過程を観察したのです。
結果、ビーズであってもムペンバ効果があらわれることがわかりました。
すなわち、高温に熱したビーズのほうが、低温で熱したビーズよりも早く冷却水の中で冷めることが確認できたのです。
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さらに特定の条件下では、高温のビーズは低温のビーズよりもかなり早く、時には指数関数的な速度で急速冷却されました。
一例を示せば、ある低温のビーズは冷却に20ミリ秒かかった一方で、高温のビーズは同じ温度までの冷却に2ミリ秒しかかかりませんでした。
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そして研究チームは得られたデータを分析しました。
結果、「熱い物体が冷却されるためにはまず、ぬるくならねばならない」という直感的な常識が、現実世界の「むらのある冷却」においては必ずしも当てはまらないことを発見しました。
そしてこの、むらのある冷却が起きているときには、熱い部分が局所的に、低温にマッチした構造に再配置する現象も発見します。
これは、むらのある冷却において高エネルギー領域は、低エネルギーの分子構造にいち早く変化できる…という近道を使えることを意味します。
続きはソースで
https://nazology.net/archives/66476 火事になったら飛び出すだろ？それと同じ
遅れた奴は高熱にやられる
外が寒かったら建物に入るだろ？それと同じ
遅れた奴は凍傷にやられる アリストテレスの話は宇宙への放射冷却の話ではなかろうか 急いで氷を作りたいときには
製氷皿に湯を入れればいいのか！
これはいいこと聞いた！ 作りたてのあったかい麦茶を冷凍に入れたらサッサと冷たくなるってこと？ お湯入れると庫内の温度が上がるから、冷蔵庫の温度センサーが働いて
温度下げようとフル回転するからじゃね〜の？ つまり買ってきたアイスは一回レンジでチンしてから冷凍庫に入れたほうがいいてことか？ >>17
実際にモケーレ・ムベンベも
ムペンバ効果も
よくオカルト本でネタになってたからなあ
前者は「サイがたまたま水に潜って涼んでいた時の見間違い」なんて説が出ているｗ
だが後者は、モデル化と数値計算の進歩が解明に欠かせない本物の物理現象だった >>2
いい韓国人になるのか、脳の血管が切れて・・・ これ日本人だったらタカシ効果みたいな名称になってたんかな
ムペンバ君はまだ生きてそう 黒人を持ち上げ過ぎ
みんな気付く現象
俺だって70年前に小学校で同じ研究発表してた この現象は面白いけど、冷凍庫で製氷するときどちらが消費電力が大きいのかを知りたい。 おおよそ理解できるわ
低温の場合、液体であってもところどころに固まりみたいなのができてる状態
高温な場合、水分子同士の結合が完全にバラバラ
レゴブロックに例えると、
カタマリ状態のレゴを滑らかに積み上げるのと
完全バラのレゴを滑らかに積み上げるのとでは、
明らかに後者のほうが難易度が低い
おおよそこれ 流体の粘度とかも関係してそうだな
ある程度熱を持っていて粘度が小さい方が早く冷えた安定状態になりやすいとか
地球温暖化で平均気温が上昇したほうが空気の粘度が下がり夏冬の寒暖差が大きくなることにも関係ありそう ＞研究者はこの奇妙な結果をヒッチハイクに例えました。
＞すなわち、遠くから出発するヒッチハイカーのほうが
＞条件によっては、近場から出発するヒッチハイカーよりも
＞早く目的地につくことができる現象に似ているとのこと。 50℃で葉物野菜を洗うと冷水よりシャキッとさせるみたいな？ すぐ泣く女子は心配して声かけてもすぐ立ち直るのだからタチが悪い >>38
お酒で超音波を当てると熟成が進むのは
酒の中でアルコールと水が均等になるからって話があるよな
冷水も超音波当てまくってやると早く凍るのかな >>45
波打つ冷却水の中に入れて食材を数秒で凍らせる機械あるよ。 エアコンの室外機の取り付けが半端な方が良いのか！
とか考えて壊す人が出そうだな。 ムラムラしてきたのでアナルに熱いモノを出されたい。 たぶん、子供の実験のは水が少量だったからこういう結果になったのであって
熱々の水の量が多すぎると、冷凍庫内の温度がバク上がりして同じ結果にはならない
冷凍庫の容積・冷凍能力が高く、水が少量の場合にこういう結果になる こういうの真に受ける人が・・・
詐欺被害に遭うんだね。 行きずりの恋は熱くなるのも早いけど冷めるのも早いってことかな
朝起きて化粧の落ちた寝顔を見たのが原因かな 揺さぶって整列させていくようなものなんだろうな
ゆらゆらゆっくり揺さぶるよりカンカン叩いた方が
整うからな かなり前に、ためしてガッテンで同じことを放送して、あちこちから
非難を浴びたような・・・ 熱移動にも速度や加速度があって高温のものを低温の中に入れると
熱移動の速度が上がって冷えるとかそんな感覚で考えてた 効率よく勉強するためには、一度オナニーして賢者モードになったほうが良いのと同じ原理だろうな。 証明されても信じようとしない迷信深い人間が多いなｗ >>1
もしかしてレンジで温めたものが早く冷めるのってムベンバ効果が強く出ているから？ つまり地球も温暖化が進むと、突然全球凍結するってことだな！ 熱くて冷めやすい奴と、いつまでも煮え切らない奴、がいるのはそのためか お前らだって冷水ぶっかけられるより懐柔するように説得されたほうが収まりがいいだろ？
そういうこと。 >>21
そう、冷凍庫の能力が一定の場合ほんのちょっとだがお湯のほうが先に凍るんだよ
ヤカンの麦茶ぐらいの量を入れると
たいてい家庭用冷蔵庫が負けてしまうけどｗ
氷皿で作られる一個ぐらいであれば実験可能ですよ えーっ、そんな事も知らなかったの？
俺が教えてあげれば良かった なら反対に冷たいほうが熱くなるんだろ
慣性の法則と似てるな
加速したらそこまで一直線なんだな 熱力学の法則に反対しているわけだから本当ならスゴイ発見になるがけだが。
ようするに水なら５０度の水があれば０度と１００度に二分して０度雰囲気におけば温度差が大きい１００度の部分が素早く冷えるという話だろ。 >>25
シャーベットは一度溶けるとより固くなるみたいなもんかな 布団を直すときに一度空中に上げるように、
お湯を持ち上げてハンドパワーを使って一度沸騰させたほうが冷めやすい気体に変わる >>75
熱力学に早く冷えるとかいう概念はない。全ての事はなるべくゆっくりやる事が前提。 二重スリット実験もそうだが、
まだ世の中わからない事だらけ 電子レンジと冷凍庫を合体させた、ムペンバ冷蔵庫誕生！
凍らせる前にチンするよ！ 熱？エネルギー？はどこに消えるの？
温度が高いってことはより多くのエネルギーを持つってことじゃないの？ 厳寒のフロントガラス
水を掛けるとダラダラと凍りつく
ぬるま湯をかけると一気に凍りつく >>84
相転移に必要な潜熱あたりに遣われるのかもね？ ジャップ！
結局おまえらゴキブリは世界に何の貢献も出来ていない！
ジャップ
恥を知れ！ しかしこの現象は自発的対称性の破れに似ているな
南部洋一郎はジャップじゃないからな
それだけは言っておく 凍らせるトータルのエネルギーがかかるのは熱い方でいんだよな？ >>48
時間は速くなるかもしれないけど、
省エネかどうかは別なのでその点は注意がいるだろう。 極寒の地で熱湯を空中に巻いたら一瞬で氷になる実験はよく見るけど
これをお湯じゃなくて水でやると成功しないって事だな！ 実験室の出したて水道水よりも沸かしたお湯のほうが
中に含まれる酸素や気体やらが抜けてる的な事かと思ってた お湯ということは一度沸かしてるんだろ
添加してある塩素等が蒸発してるんじゃないないの？
水はそのまま添加物が混ざったままだから凝固点降下を起こして凍り始めが遅い よくわからない。
温度が高いとムラができるものなの？
なら不純物が混ざっている方が速く凍るのかな？ 電気屋としては、より熱抵抗の低い熱伝導物資ができるのではと期待するところだけど お湯は「俺は熱いんだから早く凍らなきゃ」ってがんばるんだよ
冷水は「俺もともと冷たいしwどうせすぐ凍るしw」と余裕かましてるうちにお湯に抜かされてしまうと クーラーもつけたり消したりした方が効率良さそうだな >>105
ムラムラしてる方が賢者タイムになりやすい、かも 恋愛感情と同じだな。水と感情は似ているのかもしれない。 でんじろう先生のお湯と水、真空にするとどちらが先に凍るかの実験ではお湯の方が先に沸騰して気化熱で先にお湯が凍ったよ 大槻教授はそんなもんありえないと否定してなかった？ 要するに理屈じゃないんだよ
あなたには根性があるわ私と一緒に甲子園を目指しましょう的なヤツ リカチョンキムチ
卒業阿曽湖が急速冷却活動休止 でも燃え盛るすけべ老人ｗｗ さすがに冷やすエネルギーは高熱の方が必要とするんだろうから
分子間の距離が広いせいでより効率よく熱伝導できるということかな 1960年台の少年が完全に凍った瞬間を
どうやって判定してたの気になる >>115
しかもタンザニアの13歳の少年が学校で発表した珍説(当時)を著名な物理学者(誰だよ!?)が証明とかどうなってるんだろね 自決しました
wikipediaによると調理の授業中に発見したらしい
高校になってから英ダラム大のデニス・G・オズボーン博士の招待講演後に質問したんだって ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
