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姆潘巴效应(佯谬、骗局)集成了氢键(O:H-O)在“热源-路径-冷库”循环系统内有关能量“释放-传导-耗散”的动力学全过程:
能量释放:氢键的记忆效应使它发射能量的速率与初始能量存储状态或变形程度相关 - 犹如释放被压缩的两个相互耦合的弹簧振子-初始变形程度决定线速度;
能量传导:水表皮超固态(低0.75 密度、高弹性、等由低配位水分子键长弛豫所致)和温升增强局域热扩散,利于能量向外传导(其系数正比于热导率反比与密度和定压比热);
能量耗散:热源-冷库之间严格非绝热利于热能耗散;
其他因素:上述三步缺一不可;此过程对蒸发、对流、杂质、过冷等因素弱相关。
注释:
1)氢键(O:H-O)的两段由氧-氧电子对之间的库伦排斥作用而构成耦合双振子。
2)升温通过拉长O:H和压缩H-O而储能;降温通过氢键逆弛豫而释放能量。
详证原文: PCCP-Mpemba.pdf
更多阅读(旷世水之谜):
Hydrogen-bond relaxation dynamics: resolving mysteries of water ice
Coordination Chemistry Reviews 285 (2015) 109-165.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010854514002756
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