Observation of a Plasma Analogue of the Mpemba Effect

V. A. Dekhtyar’; Дехтярь В. А.; A. E. Dubinov; Дубинов А. Е.; G. N. Kolesov; Колесов Г. Н.

doi:10.31857/S0023119323040071

Наблюдение плазменного аналога эффекта Мпембы

Авторы: Дехтярь В.А.¹, Дубинов А.Е.¹^,2, Колесов Г.Н.¹^,2
Учреждения:
1. Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ)
2. Саровский физико-технический институт – филиал Национального Исследовательского Ядерного Университета “Московский инженерно-физический институт” (СарФТИ-НИЯУ МИФИ)
Выпуск: Том 57, № 4 (2023)
Страницы: 255-259
Раздел: ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
URL: https://journals.rcsi.science/0023-1193/article/view/139973
DOI: https://doi.org/10.31857/S0023119323040071
EDN: https://elibrary.ru/QNMEQJ
ID: 139973

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В работе экспериментально исследовались процессы замерзания сидящих на подложке капель воды при воздействии на них наносекундных искровых разрядов. Было обнаружено, что капли, подвергаемые действию искровых разрядов, замерзают значительно раньше, чем капли без разрядов. Отмечена аналогия наблюдаемых процессов с известным эффектом Мпембы. Дано качественное объяснение наблюдаемому эффекту: быстрое замерзание обязано гидратированным электронам, образующимся при контакте воды с плазмой и играющим роль центров кристаллизации.

Ключевые слова

капля, искровой разряд, замерзание, эффект Мпембы

Об авторах

В. А. Дехтярь

Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ)

Email: dubinov-ae@yandex.ru
Россия, 607188, Нижегородская обл., Саров, просп. Мира, 37

А. Е. Дубинов

Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ); Саровский физико-технический институт – филиал Национального Исследовательского Ядерного Университета “Московский инженерно-физический институт” (СарФТИ-НИЯУ МИФИ)

Email: dubinov-ae@yandex.ru
Россия, 607188, Нижегородская обл., Саров, просп. Мира, 37; Россия, 607186, Нижегородская обл., Саров, ул. Духова, 6

Г. Н. Колесов

Автор, ответственный за переписку.
Email: dubinov-ae@yandex.ru
Россия, 607188, Нижегородская обл., Саров, просп. Мира, 37; Россия, 607186, Нижегородская обл., Саров, ул. Духова, 6

Список литературы

Mpemba E.B., Osborne D.G. // Phys. Educ. 1969. V. 4. № 3. P. 172.
Bechhoefer J., Kumar A., Chétrite R. // Nature Rev. Phys. 2021. V. 3. № 8. P. 534.
Tang Z., Huang W., Zhang Y., Liu Y., Zhao L. // Inf-oMat. 2022. P. e12352.
Geng M. // Amer. J. Phys. 2006. V. 74. № 6. P. 514.
Olmo A., Baena R., Risco R. // Int. J. Refrigeration. 2008. V. 31. № 2. P. 262.
Esposito S., De Risi R., Somma L. // Phys. A. 2008. V. 387. № 4. P. 757.
Katz J.I. // Amer. J. Phys. 2009. V. 77. № 1. P. 27.
Vynnycky M., Mitchell S.L. // Heat Mass Transfer. 2010. V. 46. № 8–9. P. 881.
Brownridge J.D. // Amer. J. Phys. 2011. V. 79. № 1. P. 78.
Vynnycky M., Maeno N. // Int. J. Heat Mass Transfer. 2012. V. 55. № 21–22. P. 6238.
Vynnycky M., Maeno N. // Int. J. Heat Mass Transfer. 2012. V. 55. № 23–24. P. 7297.
Takada S., Hayakawa H., Santos A. // Phys. Rev. E. 2021. V. 103. № 3. P. 032901.
Biswas A., Prasad V.V., Rajesh R. // Europhys. Lett. 2021. V. 136. № 4. P. 46001.
Dubinov A.E., Kozhayeva J.P., Lyubimtseva V.A., Selemir V.D. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2017. V. 45. № 12. P. 3094.
Dubinov A.E., Kozhayeva J.P., Lyubimtseva V.A., Selemir V.D. // Magnetohydrodynamics. 2018. V. 54. № 3. P. 261.
Dubinov A.E., Kozhayeva J.P., Lyubimtseva V.A., Selemir V.D. // Adv. Colloid Interface Sci. 2019. V. 271. № 1. P. 101986.
Dubinov A.E., Iskhakova D.N., Lyubimtseva V.A. // Phys. Fluids. 2021. V. 33. № 6. P. 061707.
Дубинов A.Е., Кожаева Ю.П., Селемир В.Д. // Теплофиз. Выс. Темп. 2018. Т. 56. № 3. С. 469.
Дубинов А.Е., Любимцева В.А. // Электр. Обраб. Мат. 2022. Т. 58. № 4. С. 51.
Дубинов А.Е., Любимцева В.А. // ХВЭ. 2019. Т. 53. № 1. С. 3.
Zhang X., Liu X., Min J., Wu X. // Appl. Thermal Eng. 2019. V. 147. № 1. P. 927.
Zhao Y., Yang C., Cheng P. // Appl. Phys. Lett. 2021. V. 118. № 14. P. 141602.
Singh D.P., Singh J.P. // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 102. № 24. P. 243112.
Альтеркоп Б.А., Дубинова И.Д., Дубинов А.Е. // ЖЭТФ. 2006. Т. 129. № 1. С. 197.
Федоров В.А. // Физ. Плазмы. 2014. Т. 40. № 10. С. 946.
Пискарев И.М. // ХВЭ. 2021. Т. 55. № 2. С. 145.
Харт Э., Анбар М. // Гидратированный электрон. М: Атомиздат, 1973.
Herbert J.M., Coons M.P. // Annu. Rev. Phys. Chem. 2017. V. 68. № 1. P. 447.
Gopalakrishnan R., Kawamura E., Lichtenberg A.J., Lieberman M.A., Graves D.B. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2016. V. 49. № 29. P. 295205.
Martin D.C., Bartels D.M., Rumbach P., Go D.B. // Plasma Sources Sci. Technol. 2021. V. 30. № 3. P. 03LT01.