Bu, inanılmaz səslənsə də, doğrudur, çünki donma prosesində əvvəlcədən qızdırılan su soyuq suyun temperaturundan keçməlidir. Bu arada bu effektdən geniş istifadə olunur.Məsələn, buz meydançaları və slaydlar qışda soyuq su əvəzinə isti su ilə doldurulur. Mütəxəssislər avtomobil sürücülərinə qışda yuyucu anbarına isti deyil, soyuq su tökməyi tövsiyə edir. Paradoks bütün dünyada “Mpemba effekti” kimi tanınır.

Bu hadisəni bir vaxtlar Aristotel, Frensis Bekon və Rene Dekart qeyd etmişdilər, lakin yalnız 1963-cü ildə fizika professorları buna diqqət yetirdilər və onu araşdırmağa çalışdılar. Hər şey tanzaniyalı məktəbli Erasto Mpembanın dondurma hazırlamaq üçün istifadə etdiyi şirinləşdirilmiş südün əvvəlcədən qızdırıldığı təqdirdə daha tez bərkidiyini görüb qaynar suyun soyuq sudan daha tez donduğunu söyləməsi ilə başladı. O, aydınlıq gətirmək üçün fizika müəlliminə üz tutdu, lakin o, tələbəyə ancaq gülərək dedi: “Bu, dünya fizikası deyil, Mpemba fizikasıdır”.

Xoşbəxtlikdən, Dar es Salaam Universitetinin fizika professoru Dennis Osborn bir gün məktəbə baş çəkdi. Mpemba da eyni sualla ona üz tutdu. Professor daha az şübhə ilə yanaşdı, heç vaxt görmədiyini mühakimə edə bilməyəcəyini söylədi və evə qayıtdıqdan sonra işçilərdən müvafiq təcrübələr aparmağı xahiş etdi. Deyəsən, oğlanın sözlərini təsdiqləyiblər. Hər halda, 1969-cu ildə Osborne "Eng. FizikaTəhsil". Həmin il Kanada Milli Tədqiqat Şurasının əməkdaşı Corc Kell bu fenomeni ingilis dilində təsvir edən məqalə dərc etdi. amerikanJurnalofFizika».

Bu paradoksun bir neçə mümkün izahı var:

• İsti su daha sürətli buxarlanır, bununla da həcmini azaldır və eyni temperaturda daha kiçik həcmli su daha sürətli donur. Hava keçirməyən qablarda soyuq su daha tez donmalıdır.
• Qar örtüyünün olması. İsti su qabı altındakı qarı əridir və bununla da soyutma səthi ilə istilik təması yaxşılaşır. Soyuq su altında qarı əritmir. Qar örtüyü olmadan, soyuq su qabı daha sürətli donmalıdır.
• Soyuq su yuxarıdan donmağa başlayır, bununla da istilik radiasiyası və konveksiya prosesləri pisləşir və buna görə də istilik itkisi baş verir, isti su isə aşağıdan donmağa başlayır. Konteynerlərdə suyun əlavə mexaniki çalkalanması ilə soyuq su daha tez dondurulmalıdır.
• Soyudulmuş suda kristallaşma mərkəzlərinin olması - orada həll olunan maddələr. Soyuq suda az sayda belə mərkəzlərlə suyun buza çevrilməsi çətindir və hətta sıfırdan aşağı temperatura malik maye vəziyyətdə qaldıqda onun həddindən artıq soyuması mümkündür.

Bu yaxınlarda başqa bir izahat dərc edildi. Vaşinqton Universitetinin doktoru Conatan Katz bu hadisəni araşdırıb və belə nəticəyə gəlib ki, suda həll olunan maddələr qızdırıldıqda çöküntüyə səbəb olur.
Məhlul dedikdə, Dr. Katz sərt suda olan kalsium və maqnezium bikarbonatlarını nəzərdə tutur. Su qızdırıldıqda bu maddələr çökür, su "yumşaq" olur. Heç vaxt qızdırılmamış su bu çirkləri ehtiva edir və "sərtdir". Donduqca və buz kristalları əmələ gəldikdə, suda çirklərin konsentrasiyası 50 dəfə artır. Bu, suyun donma nöqtəsini aşağı salır.

Bu izahat mənə inandırıcı görünmür, çünki. unutmamalıyıq ki, təsir sərt su ilə deyil, dondurma ilə aparılan təcrübələrdə tapıldı. Çox güman ki, fenomenin səbəbləri kimyəvi deyil, termofizikdir.

İndiyə qədər Mpemba paradoksu ilə bağlı birmənalı izahat alınmayıb. Deməliyəm ki, bəzi alimlər bu paradoksu diqqətə layiq hesab etmirlər. Bununla belə, çox maraqlıdır ki, sadə məktəbli fiziki təsirin tanınmasına nail olub, maraq və əzmkarlığı sayəsində populyarlıq qazanıb.

2014-cü ilin fevralında əlavə edilib

Qeyd 2011-ci ildə yazılmışdır. O vaxtdan bəri Mpemba effekti ilə bağlı yeni tədqiqatlar və onu izah etmək üçün yeni cəhdlər ortaya çıxdı. Belə ki, 2012-ci ildə Böyük Britaniya Kral Kimya Cəmiyyəti 1000 funt-sterlinq mükafat fondu ilə “Mpemba effekti” elmi sirrini açmaq üçün beynəlxalq müsabiqə elan etdi. Son tarix 30 iyul 2012-ci il tarixinə təyin edilib. Qalib Zaqreb Universitetinin laboratoriyasından Nikola Breqovik olub. O, bu fenomeni izah etmək üçün əvvəlki cəhdləri təhlil etdiyi və inandırıcı olmadığı qənaətinə gəldiyi işini nəşr etdi. Onun təklif etdiyi model suyun fundamental xüsusiyyətlərinə əsaslanır. Maraqlananlar http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp saytından iş tapa bilər.

Araşdırma bununla bitmədi. 2013-cü ildə Sinqapurdan olan fiziklər Mepemba effektinin səbəbini nəzəri olaraq sübut etdilər. Əsəri http://arxiv.org/abs/1310.6514 ünvanında tapa bilərsiniz.

Saytdakı əlaqəli məqalələr:

Bölmənin digər məqalələri

Şərhlər:

Aleksey Mişnev. , 06.10.2012 04:14

Niyə isti su daha tez buxarlanır? Alimlər praktiki olaraq sübut etdilər ki, bir stəkan isti su soyuq sudan daha tez donur. Elm adamları bu fenomeni izah edə bilmirlər, çünki hadisələrin mahiyyətini dərk etmirlər: istilik və soyuq! İstilik və soyuqluq, kosmosdan və yerin mərkəzindən hərəkət edən maqnit dalğalarının əks sıxılması şəklində Maddənin hissəciklərinin qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranan fiziki hisslərdir. Buna görə də, bu maqnit gərginliyinin potensial fərqi nə qədər çox olarsa, bir dalğanın digərinə əks nüfuzetmə üsulu ilə enerji mübadiləsi bir o qədər tez həyata keçirilir. Yəni diffuziya yolu ilə! Mənim yazıma cavab olaraq bir opponent yazır: 1) “..İsti su DAHA TEZ buxarlanır, bunun nəticəsində az olur, ona görə də daha tez donur” Sual! Hansı enerji suyun daha sürətli buxarlanmasına səbəb olur? 2) Mənim məqaləmdə söhbət opponentin əks arqument kimi gətirdiyi taxta novdan yox, şüşədən gedir. Nə düzgün deyil! Sualına cavab verirəm: “TƏBİƏTDƏ SU NƏ SƏBƏBƏ BUHARLANIR?” Həmişə yerin mərkəzindən kosmosa hərəkət edən, maqnit sıxılma dalğalarının əks təzyiqini aşaraq (həmişə kosmosdan yerin mərkəzinə doğru hərəkət edən) maqnit dalğaları, eyni zamanda, kosmosa hərəkət etdikdən sonra su hissəciklərini püskürür. , onlar həcmi artır. Yəni genişləndirin! Sıxılmanın maqnit dalğalarına qalib gəldikdə, bu su buxarları sıxılır (kondensasiya olunur) və bu maqnit sıxılma qüvvələrinin təsiri altında su yağış şəklində yerə qayıdır! Hörmətlə! Aleksey Mişnev. 6 oktyabr 2012-ci il.

Aleksey Mişnev. , 06.10.2012 04:19

Temperatur nədir. Temperatur sıxılma və genişlənmə enerjisi ilə maqnit dalğalarının elektromaqnit gərginliyinin dərəcəsidir. Bu enerjilərin tarazlıq vəziyyəti vəziyyətində cismin və ya maddənin temperaturu sabit vəziyyətdədir. Bu enerjilərin tarazlıq vəziyyəti pozularsa, genişlənmə enerjisinə doğru cisim və ya maddə məkanın həcmini artırır. Sıxılma istiqamətində maqnit dalğalarının enerjisini aşdıqda, cisim və ya maddə məkanın həcmində azalır. Elektromaqnit gərginliyinin dərəcəsi istinad orqanının genişlənməsi və ya büzülməsi dərəcəsi ilə müəyyən edilir. Aleksey Mişnev.

Moiseeva Natalia, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

Aleksey, siz temperatur anlayışı haqqında düşüncələrinizi əks etdirən bir məqalədən danışırsınız. Amma heç kim oxumur. Zəhmət olmasa mənə link verin. Ümumiyyətlə, sizin fizikaya baxışlarınız çox özünəməxsusdur. Mən heç vaxt "istinad orqanının elektromaqnit genişlənməsi" haqqında eşitməmişəm.

Yuri Kuznetsov , 04.12.2012 12:32

Bunun molekullararası rezonansın işi və onun yaratdığı molekullar arasında ponderomotiv cazibə olduğuna dair bir fərziyyə təklif olunur. Soyuq suda molekullar müxtəlif tezliklərdə təsadüfi olaraq hərəkət edir və titrəyir. Su qızdırıldıqda, salınma tezliyinin artması ilə onların diapazonu daralır (maye isti sudan buxarlanma nöqtəsinə qədər tezlik fərqi azalır), molekulların salınım tezlikləri bir-birinə yaxınlaşır, nəticədə rezonans yaranır. molekullar arasında. Soyuduqda bu rezonans qismən qorunur, dərhal sönmür. Rezonansda olan iki gitara simindən birinə basmağa çalışın. İndi buraxın - simli yenidən titrəməyə başlayacaq, rezonans vibrasiyasını bərpa edəcəkdir. Beləliklə, donmuş suda xarici soyudulmuş molekullar titrəmələrin amplitudasını və tezliyini itirməyə çalışır, lakin damarın içərisindəki "isti" molekullar titrəmələri geri "çəkir", vibrator, xarici molekullar isə rezonator rolunu oynayır. Məhz vibratorlar və rezonatorlar arasında ponderomotiv cazibə* yaranır. Ponderomotor qüvvə molekulların kinetik enerjisinin yaratdığı qüvvədən (yalnız titrəmir, həm də xətti hərəkət edir) böyük olduqda, sürətlənmiş kristallaşma baş verir - "Mpemba effekti". Ponderomotiv əlaqə çox qeyri-sabitdir, Mpemba effekti bütün müşayiət olunan amillərdən güclü şəkildə asılıdır: dondurulacaq suyun həcmi, onun istiləşməsinin təbiəti, donma şəraiti, temperatur, konveksiya, istilik mübadiləsi şəraiti, qazla doyma, soyuducu qurğunun vibrasiyası , ventilyasiya, çirklər, buxarlanma və s. Bəlkə də işıqlandırmadan ... Buna görə də, təsirin çoxlu izahatları var və bəzən təkrar istehsal etmək çətindir. Eyni "rezonans" səbəbindən qaynadılmış su qaynamamış sudan daha sürətli qaynar - qaynadıqdan sonra bir müddət rezonans su molekullarının vibrasiya intensivliyini qoruyur (soyutma zamanı enerji itkisi əsasən molekulların xətti hərəkətinin kinetik enerjisinin itirilməsi ilə əlaqədardır. ). Güclü isitmə ilə vibrator molekulları donma ilə müqayisədə rezonator molekulları ilə rollarını dəyişir - vibratorların tezliyi rezonatorların tezliyindən azdır, yəni molekullar arasında cazibə yox, digərinə keçidi sürətləndirən itələmə var. aqreqasiya vəziyyəti (cüt).

Vlad, 11.12.2012 03:42

Beynimi sındırdım...

Anton , 04.02.2013 02:02

1. Bu ponderomotiv cazibə həqiqətən istilik ötürmə prosesinə təsir edəcək qədər böyükdürmü? 2. Bu o deməkdirmi ki, bütün cisimlər müəyyən temperatura qədər qızdırıldıqda onların struktur hissəcikləri rezonansa girir? 3. Niyə bu rezonans soyuduqda yox olur? 4. Bu sizin təxmininizdir? Mənbə varsa qeyd edin. 5. Bu nəzəriyyəyə görə, qabın forması mühüm rol oynayacaq və əgər o nazik və düzdürsə, onda donma müddətindəki fərq böyük olmayacaq, yəni. yoxlada bilersiniz.

Qüdrət , 11.03.2013 10:12 | METAK

Soyuq su artıq azot atomlarına malikdir və su molekulları arasındakı məsafələr isti suya nisbətən daha yaxındır. Yəni, nəticə: İsti su azot atomlarını daha sürətli udur və eyni zamanda soyuq suya nisbətən tez donur - bu, dəmirin sərtləşməsi ilə müqayisə edilə bilər, çünki isti su buza çevrilir və isti dəmir sürətlə soyuduqdan sonra sərtləşir!

Vladimir, 13/03/2013 06:50

və ya bəlkə də bu: isti suyun və buzun sıxlığı soyuq suyun sıxlığından azdır və buna görə də suyun öz sıxlığını dəyişməyə ehtiyacı yoxdur, buna bir az vaxt itirir və donur.

Aleksey Mişnev, 21.03.2013, saat 11:50

Hissəciklərin rezonansları, cazibələri və titrəmələri haqqında danışmazdan əvvəl sualı başa düşmək və cavab vermək lazımdır: Hissəcikləri hansı qüvvələr titrədir? Çünki kinetik enerji olmadan sıxılma ola bilməz. Sıxılma olmadan genişlənmə ola bilməz. Genişlənmə olmadan kinetik enerji ola bilməz! Simlərin rezonansı haqqında danışmağa başlayanda əvvəlcə bu simlərdən birinin titrəməyə başlaması üçün səy göstərdiniz! Cazibə haqqında danışarkən, ilk növbədə, bu cisimləri cəlb edən qüvvəni göstərməlisiniz! Mən təsdiq edirəm ki, bütün cisimlər atmosferin elektromaqnit enerjisi ilə sıxılır və bütün cisimləri, maddələri və elementar hissəcikləri 1,33 kq güclə sıxır. sm2-ə deyil, elementar hissəciklərə görə.Atmosferin təzyiqi seçici ola bilmədiyi üçün!Onu qüvvənin miqdarı ilə qarışdırmayın!

Dodik , 31.05.2013 02:59

Mənə elə gəlir ki, siz bir həqiqəti unutmusunuz - “Ölçmələrin başladığı yerdə elm başlayır”. "İsti" suyun temperaturu nədir? "Soyuq" suyun temperaturu nədir? Məqalədə bu barədə bir söz deyilmir. Buradan belə nəticəyə gələ bilərik - bütün məqalə boşboğazlıqdır!

Qriqori, 06.04.2013 12:17

Dodik, məqaləyə cəfəngiyyat deməzdən əvvəl, bir az da olsa öyrənmək üçün düşünmək lazımdır. Və yalnız ölçmək deyil.

Dmitri, 24.12.2013, saat 10:57

İsti su molekulları soyuq suya nisbətən daha sürətli hərəkət edir, buna görə ətraf mühitlə daha sıx təmasda olurlar, sanki bütün soyuqluğu udurlar, tez yavaşlayırlar.

İvan, 10.01.2014 05:53

Bu saytda belə anonim məqalənin çıxması təəccüblüdür. Məqalə tamamilə qeyri-elmidir. Müəllif də, bir-biri ilə yarışan şərhçilər də hadisənin ümumiyyətlə müşahidə olunub-olunmadığını, müşahidə olunursa, hansı şəraitdə olduğunu öyrənmək üçün narahat olmayaraq, hadisənin izahı axtarışına çıxırlar. Üstəlik, əslində müşahidə etdiyimiz şeylə bağlı heç bir razılaşma belə yoxdur! Beləliklə, müəllif isti dondurmanın sürətli dondurulmasının təsirini izah etmək zərurətində təkid edir, baxmayaraq ki, bütün mətndən (və "təsiri dondurma ilə təcrübələrdə aşkar edilmişdir" sözlərindən) belə nəticəyə gəlir ki, o, özü belə bir dondurma qurmayıb. təcrübələr. Məqalədə sadalanan fenomenin "izahı" variantlarından görmək olar ki, tamamilə fərqli təcrübələr təsvir olunur, müxtəlif sulu məhlullarla müxtəlif şəraitdə qurulur. İstər izahatların mahiyyəti, istərsə də onlarda olan subjunktiv əhval-ruhiyyə belə deməyə əsas verir ki, ifadə olunan fikirlərin elementar yoxlanışı belə aparılmayıb. Kimsə təsadüfən maraqlı bir hekayə eşitdi və təsadüfən spekulyativ qənaətini bildirdi. Bağışlayın, amma bu fiziki elmi araşdırma deyil, siqaret çəkən otaqda söhbətdir.

İvan, 10.01.2014 06:10

Rolların isti su və soyuq yuyucu su anbarları ilə doldurulması ilə bağlı məqalədəki şərhlərə gəldikdə. Elementar fizika baxımından hər şey sadədir. Meydança daha yavaş donduğu üçün isti su ilə doldurulur. Meydança düz və hamar olmalıdır. Soyuq su ilə doldurmağa çalışın - siz qabar və "axınlar" alacaqsınız, çünki. su vahid təbəqəyə yayılmağa vaxt tapmadan _tez_ donacaq. İsti olan isə bərabər bir təbəqəyə yayılmağa vaxt tapacaq və mövcud buz və qar qabıqlarını əridəcəkdir. Yuyucu ilə bu da çətin deyil: şaxtada təmiz su tökməyin mənası yoxdur - şüşə üzərində donur (hətta isti); və isti dondurulmayan maye soyuq şüşənin çatlamasına səbəb ola bilər, üstəlik şüşəyə gedən yolda spirtlərin sürətlənmiş buxarlanması səbəbindən şüşədə artan donma nöqtəsinə sahib olacaq (hər kəs hələ də moonshine prinsipini bilirmi? - spirt buxarlanır, su qalır).

İvan, 10.01.2014 06:34

Ancaq əslində fenomen, fərqli şəraitdə iki fərqli təcrübənin niyə fərqli şəkildə getdiyini soruşmaq axmaqlıqdır. Təcrübə təmiz qurulubsa, o zaman eyni kimyəvi tərkibli isti və soyuq su götürməlisiniz - eyni çaydandan əvvəlcədən soyudulmuş qaynar su alırıq. Eyni qablara (məsələn, nazik divarlı şüşələr) tökün. Qarın üstünə deyil, eyni düz, quru bazaya, məsələn, taxta bir masaya qoyduq. Mikrodondurucuda deyil, kifayət qədər həcmli bir termostatda - bir neçə il əvvəl ölkədə sabit şaxtalı hava olanda, təxminən -25C-də bir təcrübə keçirdim. Su kristallaşma istiliyinin buraxılmasından sonra müəyyən bir temperaturda kristallaşır. Fərziyyə isti suyun daha sürətli soyuması (bu doğrudur, klassik fizikaya uyğun olaraq istilik ötürmə sürəti temperatur fərqi ilə mütənasibdir), lakin temperaturu temperatura bərabər olduqda belə artan soyutma sürətini saxlayır. soyuq su. Sual olunur ki, çöldə +20C temperatura qədər soyumuş su bir saat əvvəl +20C temperatura qədər soyumuş, ancaq otaqda olan sudan tam olaraq nə ilə fərqlənir? Klassik fizika (yeri gəlmişkən, siqaret çəkən otaqda söhbətə deyil, yüz minlərlə və milyonlarla təcrübəyə əsaslanaraq) deyir: bəli, heç nə, sonrakı soyutma dinamikası eyni olacaq (yalnız qaynar su sonra +20 nöqtəyə çatacaq. ). Təcrübə eyni şeyi göstərir: bir stəkan əvvəlcə soyuq suda bərk buz qabığı olduqda, isti su dondurmağı düşünmürdü. P.S. Yuri Kuznetsovun şərhlərinə. Müəyyən bir təsirin mövcudluğu, onun baş verməsi üçün şərtlər təsvir edildikdə və sabit şəkildə bərpa edildikdə müəyyən edilə bilər. Və naməlum şərtlərlə başa düşülməz təcrübələrimiz olduqda, onların izahı ilə bağlı nəzəriyyələr qurmaq tezdir və bu, elmi baxımdan heç bir şey vermir. P.P.S. Aleksey Mişnevin şərhlərini duyğu göz yaşları olmadan oxumaq mümkün deyil - insan fizika və real təcrübələrlə heç bir əlaqəsi olmayan bir növ uydurma dünyada yaşayır.

Qriqori, 13.01.2014, saat 10:58

İvan, başa düşürəm ki, Mpemba effektini təkzib edirsən? Təcrübələriniz göstərdiyi kimi, mövcud deyil? Niyə fizikada bu qədər məşhurdur və niyə çoxları bunu izah etməyə çalışır?

İvan, 14.02.2014 01:51

Günortanız xeyir, Qreqori! Natəmiz mərhələli təcrübənin təsiri mövcuddur. Ancaq başa düşdüyünüz kimi, bu, fizikada yeni nümunələr axtarmaq üçün bir səbəb deyil, eksperimentatorun bacarıqlarını artırmaq üçün bir səbəbdir. Şərhlərdə qeyd etdiyim kimi, "Mpemba effekti"ni izah etmək üçün göstərilən bütün cəhdlərdə tədqiqatçılar nəyi və hansı şəraitdə ölçdüklərini dəqiq ifadə edə bilmirlər. Və siz demək istəyirsiniz ki, bunlar eksperimental fiziklərdir? Məni güldürmə. Təsiri fizikada deyil, dənizin indi olduğu müxtəlif forumlarda və bloqlarda psevdo-elmi müzakirələrdə məlumdur. Əsl fiziki təsir kimi (yanlış təfsir və ya sadəcə mif kimi deyil, bəzi yeni fiziki qanunların nəticəsi kimi) fizikadan uzaq insanlar bunu qəbul edirlər. Beləliklə, tamamilə fərqli şəraitdə qurulan müxtəlif təcrübələrin nəticələri haqqında vahid fiziki təsir kimi danışmaq üçün heç bir səbəb yoxdur.

Pavel, 18.02.2014 09:59

hmm, uşaqlar ... "Sürət məlumatı" üçün məqalə ... Heç bir günah yoxdur ... ;) İvan hər şeydə haqlıdır ...

Qriqori, 19.02.2014, 12:50

İvan, razıyam ki, indi təsdiqlənməmiş sensasiyalı material dərc edən çoxlu psevdo-elmi saytlar var.? Axı, Mpemba-nın təsiri hələ də öyrənilir. Üstəlik, universitetlərin alimləri də araşdırma aparırlar. Məsələn, 2013-cü ildə bu effekt Sinqapur Texnologiya Universitetindən bir qrup tərəfindən öyrənilmişdir. http://arxiv.org/abs/1310.6514 linkinə baxın. Onlar bu təsirin izahını tapdıqlarına inanırlar. Mən kəşfin mahiyyəti haqqında ətraflı yazmayacağam, lakin onların fikrincə, təsir hidrogen bağlarında yığılan enerjilərin fərqi ilə bağlıdır.

Moiseeva N.P. , 19.02.2014 03:04

Mpemba effekti ilə bağlı araşdırma ilə maraqlanan hər kəs üçün məqalənin materialını bir az əlavə etdim və ən son nəticələrlə tanış ola biləcəyiniz bağlantılar verdim (mətnə ​​baxın). Şərhlər üçün təşəkkür edirik.

İldar , 24.02.2014 04:12 | hər şeyi sadalamağın mənası yoxdur

Əgər bu Mpemba effekti həqiqətən baş verirsə, məncə bunun izahını suyun molekulyar strukturunda axtarmaq lazımdır. Su (məşhur elmi ədəbiyyatdan öyrəndiyim kimi) fərdi H2O molekulları kimi deyil, bir neçə molekulun (hətta onlarla) çoxluqları şəklində mövcuddur. Suyun temperaturunun artması ilə molekulların hərəkət sürəti artır, çoxluqlar bir-birinə qarşı parçalanır və molekulların valent bağlarının böyük klasterləri yığmağa vaxtı yoxdur. Molekulların sürətini azaltmaqdansa, çoxluq yaratmaq üçün bir az daha çox vaxt lazımdır. Və çoxluqlar daha kiçik olduğundan, kristal şəbəkənin formalaşması daha sürətli olur. Soyuq suda, görünür, böyük, kifayət qədər sabit qruplar bir qəfəsin meydana gəlməsinə mane olur, onların məhv edilməsi üçün bir az vaxt lazımdır. Mən özüm televizorda maraqlı bir effekt gördüm, bir bankada sakit dayanan soyuq su soyuqda bir neçə saat maye qaldı. Amma banka götürülən kimi, yəni yerindən bir qədər tərpənən kimi qabdakı su dərhal kristallaşdı, qeyri-şəffaf oldu və banka partladı. Yaxşı, bu təsiri göstərən kahin bunu suyun təqdis edilməsi ilə izah etdi. Yeri gəlmişkən, suyun temperaturdan asılı olaraq öz viskozitesini çox dəyişdirdiyi ortaya çıxır. Biz, böyük canlılar olaraq, bunu hiss etmirik, lakin kiçik (mm və daha az) xərçəngkimilər və hətta daha çox bakteriyalar səviyyəsində suyun özlülüyü çox əhəmiyyətli bir amildir. Bu özlülük, məncə, su klasterlərinin ölçüsü ilə də verilir.

GREY , 15.03.2014 05:30

ətrafımızda gördüyümüz hər şey səthi xüsusiyyətlərdir (xüsusiyyətlər), ona görə də biz yalnız mövcudluğu ölçə və ya sübut edə bildiyimiz şeyi enerji kimi qəbul edirik, əks halda bu, dalana dirənir. Bu fenomen, Mpemba effekti yalnız bütün fiziki modelləri qarşılıqlı təsirin vahid strukturunda birləşdirəcək sadə həcmli nəzəriyyə ilə izah edilə bilər. əslində sadədir

Nikita, 06.06.2014 04:27 | avtomobil

amma necə etmək olar ki, su soyuq qalsın və maşına minəndə isti olmasın!

aleksey, 03.10.2014 01:09

Budur, yolda başqa bir "kəşf". Plastik şüşədəki su açıq tıxacla daha tez donur. Əylənmək üçün şiddətli şaxtada dəfələrlə sınaqdan keçirdim. Təsiri göz qabağındadır. Salam nəzəriyyəçilər!

Eugene , 27.12.2014 08:40

Buxarlandırıcı soyuducunun prinsipi. Soyuq və isti su ilə iki hermetik şəkildə bağlanmış şüşə götürürük. Soyuqda qoyduq. Soyuq su daha tez donur. İndi soyuq və isti su ilə eyni şüşələri götürürük, açıb soyuğa qoyuruq. İsti su soyuq sudan daha tez donar. Soyuq və isti su ilə iki hövzə götürsək, isti su daha sürətli donacaq. Bu, atmosferlə əlaqəmizi artırmağımızla bağlıdır. Buxarlanma nə qədər intensiv olarsa, temperatur bir o qədər tez düşür. Burada rütubət faktorunu qeyd etmək lazımdır. Rütubət nə qədər aşağı olarsa, buxarlanma bir o qədər güclü olar və soyutma da bir o qədər güclü olar.

boz TOMSK, 03/01/2015 10:55

GREY, 15.03.2014 05:30 - davam etdi Temperatur haqqında bildikləriniz hər şey deyil. Başqa bir şey var. Temperaturun fiziki modelini düzgün tərtib etsəniz, o, diffuziya, ərimə və kristallaşmadan təzyiqin artması ilə temperaturun artması, temperaturun artması ilə təzyiqin artması kimi miqyaslara qədər enerji proseslərini təsvir etmək üçün əsas olacaqdır. Hətta Günəş enerjisinin fiziki modeli də yuxarıdakılardan aydın olacaq. Mən qışdayam. . 20013-cü ilin yazında, temperatur modellərinə baxdıqdan sonra ümumi temperatur modelini tərtib etdim. Bir neçə aydan sonra mən temperatur paradoksunu xatırladım və sonra başa düşdüm ki, mənim temperatur modelim də Mpemba paradoksunu təsvir edir. Bu, 2013-cü ilin may-iyun ayları idi. Bir il gecikdi, amma ən yaxşısı budur. Mənim fiziki modelim dondurulmuş çərçivədir və o, həm irəli, həm də geri sürüşdürilə bilər və o, hər şeyin hərəkət etdiyi fəaliyyətin motor bacarıqlarına malikdir. Mövzunun təkrarı ilə 8 məktəb və 2 illik kollecim var. 20 il keçdi. Ona görə də mən məşhur alimlərin hər hansı fiziki modelini, eləcə də düsturlarını aid edə bilmərəm. Bağışlayın.

Andrey , 08.11.2015 08:52

Ümumiyyətlə, isti suyun niyə soyuq sudan daha tez donması ilə bağlı bir fikrim var. Və mənim izahatlarımda hər şey çox sadədir, əgər maraqlanırsınızsa, mənə e-poçt yazın: [email protected]

Andrey , 08.11.2015 08:58

Üzr istəyirik, səhv poçt qutusunu vermişəm, bu düzgün e-poçtdur: [email protected]

Viktor, 23.12.2015, 10:37

Mənə elə gəlir ki, hər şey daha sadədir, bizimlə qar yağır, qaz buxarlanır, soyudulur, ona görə də bəlkə şaxtada daha tez soyuyur, çünki buxarlanır və dərhal yüksəlməkdən uzaq kristallaşır və qaz halındakı su mayedən daha sürətli soyuyur. )

Bekzhan , 28.01.2016 09:18

Kimsə dünyanın bu təsirlə bağlı qanunlarını açıqlasa belə, bura yazmazdı.Mənim nöqteyi-nəzərimə görə, onun sirrini məşhur elmi jurnallarda dərc edə bildiyi halda internet istifadəçilərinə açıqlamaq məntiqli olmazdı. bunu xalqın qarşısında özü sübut et.Bəs burda bu təsirdən nə yazılacaq, bütün bu çoxluq məntiqli deyil.)))

Aleks, 22.02.2016, 12:48

Salam Təcrübəçilər Siz haqlı olaraq deyirsiniz ki, Elm haradan başlayır... Ölçmələr deyil, Hesablamalar. "Təcrübə" - Təxəyyül və Xətti düşüncədən məhrum olanlar üçün əbədi və əvəzolunmaz bir arqument Hər kəsi incitdi, indi E \u003d mc2 vəziyyətində - hamı xatırlayır? Soyuq sudan atmosferə uçan molekulların sürəti onların sudan apardıqları enerjinin miqdarını müəyyən edir (soyutma - enerji itkisi) Molekulların isti sudan sürəti daha yüksəkdir və daşınan enerjinin kvadratı (sürəti qalan su kütləsinin soyuması) Hamısı "təcrübədən" ayrılsanız və Elmin Əsaslarını xatırlasanız.

Vladimir, 25.04.2016, 10:53 | Meteo

Antifrizin nadir olduğu o günlərdə, bir avtomobil parkının isidilməmiş qarajındakı avtomobillərin soyutma sistemindən su silindr blokunu və ya radiatoru əritməmək üçün iş günündən sonra boşaldılırdı - bəzən hər ikisi birlikdə. Səhər qaynar su töküldü. Şiddətli şaxtada mühərriklər problemsiz işə başladı. Nə isə isti su olmadığından krandan su tökülüb. Su dərhal dondu. Təcrübə baha başa gəldi - ZIL-131 avtomobilinin silindr blokunu və radiatorunu almaq və dəyişdirmək nə qədər başa gəldi. Kim inanmır, yoxlasın. və Mpemba dondurma ilə sınaqdan keçirdi. Dondurmada kristallaşma sudan fərqli olaraq gedir. Dişlərinizlə bir parça dondurma və bir parça buz dişləməyə çalışın. Çox güman ki, donmadı, amma soyutma nəticəsində qalınlaşdı. Şirin su isə istər isti, istərsə də soyuq, 0*C-də donur. Soyuq su tezdir, amma isti suyun soyuması üçün vaxt lazımdır.

Səyyah , 06.05.2016 12:54 | Alexə

"c" - vakuumda işığın sürəti E=mc^2 - kütlə və enerjinin ekvivalentliyini ifadə edən düstur

Albert, 27.07.2016 08:22

Birincisi, bərk maddələrlə bənzətmə (buxarlanma prosesi yoxdur). Bu yaxınlarda lehimli mis su boruları. Proses qaz brülörünü lehimin ərimə temperaturuna qədər qızdırmaqla baş verir. Mufta ilə bir birləşmənin qızma müddəti təxminən bir dəqiqədir. Bir birləşməni mufta ilə lehimlədim və bir neçə dəqiqədən sonra onu səhv lehimlədiyimi başa düşdüm. Boruyu muftada sürüşdürmək bir az çəkdi. Mən birləşməni yenidən ocaq ilə qızdırmağa başladım və təəccüblüdür ki, birləşməni ərimə nöqtəsinə qədər qızdırmaq 3-4 dəqiqə çəkdi. Necə!? Axı, boru hələ də istidir və onu ərimə nöqtəsinə qədər qızdırmaq üçün daha az enerji tələb olunduğu görünür, amma hər şey əksinə oldu. Bütün bunlar artıq qızdırılan boru üçün daha yüksək olan istilik keçiriciliyindən gedir və qızdırılan və soyuq borular arasındakı sərhəd iki dəqiqə ərzində qovşaqdan uzaqlaşa bildi. İndi su haqqında. Biz isti və yarı qızdırılan qab anlayışları ilə işləyəcəyik. İsti qabda isti, yüksək hərəkətli hissəciklər ilə periferiyadan mərkəzə nisbətən sürətlə hərəkət edən yavaş hərəkət edən soyuq hissəciklər arasında dar temperatur sərhədi əmələ gəlir, çünki bu sərhəddə sürətli hissəciklər öz enerjilərini tez itirirlər (soyuq). ) sərhədin digər tərəfindəki hissəciklər tərəfindən. Xarici soyuq hissəciklərin həcmi daha böyük olduğundan, sürətli hissəciklər öz istilik enerjisindən imtina edərək, xarici soyuq hissəcikləri əhəmiyyətli dərəcədə qızdıra bilmirlər. Buna görə isti suyun soyudulması prosesi nisbətən tez baş verir. Yarım qızdırılan su isə daha aşağı istilik keçiriciliyinə malikdir və yarı qızdırılan və soyuq hissəciklər arasındakı sərhədin eni daha genişdir. Belə bir geniş sərhədin mərkəzinə yerdəyişməsi isti bir gəmi vəziyyətinə nisbətən daha yavaş baş verir. Nəticədə, isti bir qab istidən daha sürətli soyuyur. Məncə, qabın ortasından kənarına qədər bir neçə temperatur sensoru yerləşdirməklə müxtəlif temperaturlu suyun soyudulması prosesinin dinamikasını izləmək lazımdır.

Maks , 19.11.2016 05:07

Təsdiq edilmişdir: Yamalda, şaxtada, isti su ilə bir boru donur və onu qızdırmaq lazımdır, amma soyuq deyil!

Artem, 09.12.2016 01:25

Çətindir, amma düşünürəm ki, soyuq su isti sudan daha sıxdır, hətta qaynadılmış sudan daha yaxşıdır və sonra soyutmada bir sürətlənmə var, yəni. isti su soyuq temperatura çatır və onu üstələyir və əgər isti suyun yuxarıda yazıldığı kimi yuxarıdan deyil, aşağıdan donduğunu nəzərə alsanız, bu prosesi xeyli sürətləndirir!

Aleksandr Sergeyev, 21.08.2017 10:52

Belə bir təsir yoxdur. vay. 2016-cı ildə Nature-da mövzu ilə bağlı ətraflı məqalə dərc olundu: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Buradan aydın olur ki, təcrübələr diqqətlə aparılarsa (isti və soyuq su nümunələri temperaturdan başqa hər şeydə eyni), təsir müşahidə edilmir.

Headlab, 22/08/2017 05:31

Viktor, 27.10.2017, 03:52

"Həqiqətən də belədir." - məktəb istilik tutumu və enerjinin saxlanması qanununun nə olduğunu başa düşməsəydi. Yoxlamaq asandır - bunun üçün sizə lazımdır: arzu, baş, əllər, su, soyuducu və zəngli saat. Və konkisürmə meydançaları, mütəxəssislərin yazdığı kimi, soyuq su ilə dondurulur (doldurulur), isti su ilə isə kəsilmiş buzu düzəldirlər. Qışda isə yuyucu anbarına su deyil, donma əleyhinə maye tökmək lazımdır. Onsuz da su donacaq, soyuq su isə daha tez donacaq.

İrina , 23.01.2018 10:58

Bütün dünya alimləri Aristotelin dövründən bəri bu paradoksla mübarizə aparır və Viktor, Zavlab və Sergeev ən ağıllısı olurlar.

Denis , 01.02.2018 08:51

Məqalədə hər şey düzdür. Amma səbəb bir qədər fərqlidir. Qaynama prosesində orada həll olunan hava sudan buxarlanır, buna görə də qaynar su soyuduqca, nəticədə onun sıxlığı eyni temperaturda olan xam suyun sıxlığından az olacaqdır. Fərqli sıxlıqdan başqa fərqli istilik keçiriciliyi üçün başqa səbəblər yoxdur.

Headlab, 01.03.2018 08:58 | baş laboratoriya

İrina :), "bütün dünyanın alimləri" bu "paradoks"la mübarizə aparmırlar, həqiqi alimlər üçün bu "paradoks" sadəcə mövcud deyil - bu, yaxşı təkrarlanan şəraitdə asanlıqla təsdiqlənir. "Paradoks" Afrikalı oğlan Mpembanın təkrarolunmaz təcrübələri sayəsində ortaya çıxdı və oxşar "alimlər" tərəfindən şişirdildi :)

miroland, 23.03.2019, 07:20

Afrikanın qəlbində yaşayan, çox güman ki, heç vaxt gözlərində qar görməyən tanzaniyalı oğlan ... ;-D heç nəyi qarışdırmıram ???)))

Sergey , 14.04.2019 02:02

Biz iki elastik bant alırıq, hər ikisini uzatırıq və biri digərindən daha böyükdür (soyuq və isti suyun daxili enerjisi ilə bənzətmə), eyni zamanda elastik bantların bir ucunu buraxırıq. Hansı rezin daha tez büzülür?

Artanis , 05/08/2019 03:34

Sadəcə bu təcrübəni özüm yaşadım. Dondurucuya iki eyni stəkan isti və soyuq su qoyuram. Soyuq daha tez dondu. İsti olan hələ bir az isti idi. Təcrübəmdə səhv nədir?

Headlab, 05.09.2019 06:21 |

Artanis, Təcrübənizlə, "hər şey düzdür" :) - "Mpemba effekti" düzgün yerinə yetirilən təcrübə ilə mövcud deyil, bu, eyni həcmdə suyun yalnız müxtəlif ilkin temperaturlarda soyutma şəraitinin eyniliyini təmin edir. Təbrik edirik - siz işıq, ağıl və əsas fiziki qanunların təntənəsi tərəfinə keçdiniz və "Mpemba təriqətindən" uzaqlaşmağa başladınız və YouTube videolarının pərəstişkarları "fizika dərslərində bizə yalan danışdıqları" üslubunda "... :)

Moiseeva N.P. , 16.05.2019 04:30 | Ç. Redaktor

Düz deyirsiniz, eksperimentin şərtlərindən çox şey asılıdır. Amma təsiri ümumiyyətlə müşahidə olunmasaydı, o zaman ciddi jurnallarda araşdırmalar və nəşrlər də olmazdı. Qeydi sona kimi oxumusan? Burada YouTube videolarından bəhs edilmir.

Headlab, 06.08.2019 05:26 | SlavOilGas-CənubiŞimalQərbVostok-Sintez Nə olursa olsun

Natalya Petrovna, biz elmdə "reproduktivlik böhranı" dövründə yaşayırıq, o zaman "nəşr et və ya məhv ol" şüarı altında sitat indeksini artırmaq üçün "bədbəxt elm adamları" açıq-aydın əsaslandırmaq üçün çılğın nəzəriyyələr icad etməkdə rəqabətə üstünlük verirlər. Sırf nəzəri məqaləyə oturmazdan əvvəl bu məlumatları yoxlamaq üçün bir az vaxt və resurslar sərf etmək əvəzinə şübhəli eksperimental məlumatlar. Bu cür "bədbəxt alimlərə" misal olaraq məqalədə qeyd etdiyiniz "Sinqapurdan olan fiziklər" dir - onların nəşrində öz eksperimental məlumatları yoxdur, ancaq "O: H-O" abstrus fenomeninin mümkün təsiri haqqında çılpaq nəzəri arqumentlər var. Bond Anomaliya Relaksasiyası" suyun anomal dondurulması prosesi haqqında, bu prosesi həm Frensis Bekon, həm də Rene Dekart və hətta Aristotel hələ eramızdan əvvəl 350-ci ildə müşahidə etmişlər. ... Və şəxsən mən çox şadam ki, Zaqreb Universitetindən Nikola Breqoviç təkrarlana bilən şəraitdə yaxşı avadanlıqda heç bir anomaliya olmadan kifayət qədər fiziki cəhətdən izah edilə bilən nəticələri ölçdükdən və sorğu-sual edildikdən sonra Böyük Britaniya Kral Kimya Cəmiyyətindən 1000 funt-sterlinq mükafatını aldı. onları yöndəmsiz ölçülər kimi oğlan Mpemba və onun ustaları və bu yöndəmsiz təcrübələri "nəzəri baza" gətirməyə çalışanların adekvatlığı.

Bu yazıda isti suyun niyə soyuq sudan daha tez donduğunu nəzərdən keçirəcəyik.

Qızdırılan su soyuq sudan daha tez donur! Suyun bu heyrətamiz xüsusiyyəti, elm adamlarının hələ də dəqiq izahını tapa bilmədiyi qədim zamanlardan bəri məlumdur. Məsələn, hətta Aristoteldə qışda balıq tutmağın təsviri var: balıqçılar buzun dəliklərinə çubuqlar soxurdular və onların daha tez donması üçün buzun üzərinə ilıq su tökərdilər. Bu fenomenin adı XX əsrin 60-cı illərində Erasto Mpembanın şərəfinə adlandırılmışdır. Mnemba dondurma hazırlayarkən qəribə effekti görüb və izahat almaq üçün fizika müəllimi Dr.Denis Osborna müraciət edib. Mpemba və Dr. Osborne müxtəlif temperaturlarda su ilə təcrübə aparıblar və belə qənaətə gəliblər ki, demək olar ki, qaynar su otaq temperaturunda sudan daha tez donmağa başlayır. Digər elm adamları öz təcrübələrini həyata keçirmişlər və hər dəfə oxşar nəticələr əldə etmişlər.

Fiziki hadisənin izahı

Bunun niyə baş verdiyinə dair ümumi qəbul edilmiş izahat yoxdur. Bir çox tədqiqatçılar bunun hər şeyin mayenin həddindən artıq soyuması ilə əlaqəli olduğunu, onun temperaturu dondurmadan aşağı düşdüyü zaman meydana gəldiyini təklif edirlər. Başqa sözlə, əgər su 0°C-dən aşağı temperaturda donarsa, o zaman həddindən artıq soyudulmuş suyun temperaturu, məsələn, -2°C ola bilər və hələ də buza çevrilmədən maye olaraq qala bilər. Soyuq suyu dondurmağa çalışdığımız zaman, onun əvvəlcə həddindən artıq soyuması və bir müddət sonra sərtləşməsi ehtimalı var. Qızdırılmış suda digər proseslər baş verir. Onun daha sürətli buza çevrilməsi konveksiya ilə bağlıdır.

Konveksiya- Bu, mayenin isti alt təbəqələrinin yüksəldiyi, yuxarı, soyudulmuş təbəqələrinin isə düşdüyü fiziki bir hadisədir.

Mpemba effekti(Mpemba paradoksu) müəyyən şərtlərdə isti suyun soyuq sudan daha sürətli donduğunu ifadə edən paradoksdur, baxmayaraq ki, donma prosesində soyuq suyun temperaturunu keçməlidir. Bu paradoks adi fikirlərlə ziddiyyət təşkil edən eksperimental bir faktdır, ona görə də eyni şəraitdə daha isti bir cismin müəyyən bir temperatura qədər soyuması üçün daha çox vaxt lazımdır, nəinki eyni temperatura qədər soyumaq üçün daha soyuq cismin.

Bu fenomen o zaman Aristotel, Frensis Bekon və Rene Dekart tərəfindən fərq edildi, lakin yalnız 1963-cü ildə tanzaniyalı məktəbli Erasto Mpemba isti dondurma qarışığının soyuqdan daha tez donduğunu tapdı.

Erasto Mpemba, Tanzaniyadakı Magambin Liseyində praktiki yemək bişirən şagird idi. O, evdə dondurma hazırlamalı idi - südü qaynadın, şəkəri həll edin, otaq temperaturuna qədər soyudun, sonra dondurmaq üçün soyuducuya qoyun. Göründüyü kimi, Mpemba xüsusilə çalışqan tələbə deyildi və tapşırığın birinci hissəsində süründürməçilik etdi. Dərsin sonuna qədər vaxtında çatmayacağından qorxaraq hələ də isti südü soyuducuya qoydu. Təəccüblüdür ki, o, verilmiş texnologiyaya uyğun olaraq hazırlanan yoldaşlarının südündən daha tez dondu.

Bundan sonra Mpemba təkcə südlə deyil, adi su ilə də təcrübə aparıb. Hər halda, o, artıq Mkvava liseyinin tələbəsi olduğu üçün Dar əs-Salamdakı Universitet Kollecinin professoru Dennis Osborndan (məktəbin direktoru tərəfindən tələbələrə fizikadan mühazirə oxumaq üçün dəvət olunur) su haqqında xahiş etdi: “Əgər götürsəniz bərabər həcmdə su olan iki eyni qaba qoyun ki, onlardan birində suyun temperaturu 35 ° C, digərində isə 100 ° C olsun və onları dondurucuya qoyun, sonra ikincisində su daha sürətli donacaq. Niyə? Osborne bu məsələ ilə maraqlandı və tezliklə 1969-cu ildə Mpemba ilə birlikdə təcrübələrinin nəticələrini "Fizika Təhsili" jurnalında dərc etdilər. O vaxtdan bəri kəşf etdikləri effekt adlanır Mpemba effekti.

İndiyə qədər heç kim bu qəribə təsiri necə izah edəcəyini dəqiq bilmir. Alimlərin tək bir versiyası yoxdur, baxmayaraq ki, çoxdur. Söhbət isti və soyuq suyun xassələrindəki fərqdən gedir, lakin bu halda hansı xassələrin rol oynadığı hələ aydın deyil: həddindən artıq soyutma, buxarlanma, buz əmələ gəlməsi, konveksiya və ya mayeləşdirilmiş qazların suya təsiri. müxtəlif temperaturlar.

Mpemba effektinin paradoksu ondan ibarətdir ki, orqanizmin ətraf mühitin temperaturuna qədər soyuduğu vaxt bu bədənlə ətraf mühit arasındakı temperatur fərqi ilə mütənasib olmalıdır. Bu qanun Nyuton tərəfindən qoyulmuş və o vaxtdan bəri təcrübədə dəfələrlə təsdiq edilmişdir. Eyni təsirdə, 100 ° C-də su 35 ° C-də eyni miqdarda sudan 0 ° C-ə qədər daha sürətli soyuyur.

Bununla belə, bu hələ paradoksu nəzərdə tutmur, çünki Mpemba effekti məlum fizika çərçivəsində də izah edilə bilər. Mpemba effekti üçün bəzi izahatlar bunlardır:

Buxarlanma

İsti su konteynerdən daha sürətli buxarlanır və bununla da həcmi azalır və eyni temperaturda daha kiçik həcmli su daha sürətli donur. 100 C-yə qədər qızdırılan su 0 C-yə qədər soyuduqda öz kütləsinin 16%-ni itirir.

Buxarlanma effekti ikiqat effektdir. Birincisi, soyutma üçün tələb olunan suyun kütləsi azalır. İkincisi, su fazasından buxar fazasına keçidin buxarlanma istiliyinin azalması səbəbindən temperatur azalır.

temperatur fərqi

İsti su ilə soyuq hava arasındakı temperatur fərqinin daha böyük olması səbəbindən - bu vəziyyətdə istilik mübadiləsi daha sıx olur və isti su daha sürətli soyuyur.

hipotermiya

Su 0 C-dən aşağı soyuduqda həmişə donmur. Müəyyən şərtlər altında, donma nöqtəsindən aşağı temperaturda maye qalmağa davam edərkən supersoyutma keçirə bilər. Bəzi hallarda su hətta -20 C-də də maye qala bilər.

Bu təsirin səbəbi ilk buz kristallarının əmələ gəlməyə başlaması üçün kristal əmələgəlmə mərkəzlərinə ehtiyac olmasıdır. Əgər onlar maye suda deyillərsə, o zaman kristalların öz-özünə əmələ gəlməsi üçün temperatur kifayət qədər azalana qədər supersoyutma davam edəcək. Aşırı soyudulmuş mayedə əmələ gəlməyə başlayanda, daha sürətli böyüməyə başlayacaqlar və buz əmələ gətirmək üçün donacaq bir buz şlamı meydana gətirəcəklər.

İsti su hipotermiyaya ən çox həssasdır, çünki onun qızdırılması həll edilmiş qazları və baloncukları aradan qaldırır, bu da öz növbəsində buz kristallarının meydana gəlməsi üçün mərkəz kimi xidmət edə bilər.

Niyə hipotermiya isti suyun daha sürətli donmasına səbəb olur? Aşırı soyudulmayan soyuq su vəziyyətində aşağıdakılar baş verir. Bu vəziyyətdə gəminin səthində nazik bir buz təbəqəsi meydana gələcək. Bu buz təbəqəsi su ilə soyuq hava arasında izolyator rolunu oynayacaq və daha da buxarlanmanın qarşısını alacaq. Bu halda buz kristallarının əmələ gəlmə sürəti daha az olacaq. İsti suda subsoyutma halında, alt soyudulmuş suyun qoruyucu səthi buz təbəqəsi yoxdur. Buna görə də açıq üstü ilə istiliyi daha tez itirir.

Aşırı soyutma prosesi başa çatdıqda və su donduqda, daha çox istilik itirilir və buna görə də daha çox buz əmələ gəlir.

Bu təsirin bir çox tədqiqatçısı hipotermiyanı Mpemba effekti vəziyyətində əsas amil hesab edir.

Konveksiya

Soyuq su yuxarıdan donmağa başlayır, bununla da istilik radiasiyası və konveksiya prosesləri pisləşir və buna görə də istilik itkisi baş verir, isti su isə aşağıdan donmağa başlayır.

Bu təsir suyun sıxlığında anomaliya ilə izah olunur. Suyun maksimum sıxlığı 4 C-də olur. Suyu 4 C-yə qədər soyudub daha aşağı temperaturda qoysanız, suyun səth təbəqəsi daha tez donar. Bu su 4°C-də sudan daha az sıx olduğu üçün səthdə qalaraq nazik soyuq təbəqə əmələ gətirir. Bu şəraitdə suyun səthində qısa müddət ərzində nazik buz təbəqəsi əmələ gələcək, lakin bu buz təbəqəsi 4 C temperaturda qalacaq suyun alt qatlarını qoruyan izolyator rolunu oynayacaq. , sonrakı soyutma daha yavaş olacaq.

İsti su vəziyyətində vəziyyət tamamilə fərqlidir. Suyun səth təbəqəsi buxarlanma və daha böyük temperatur fərqi səbəbindən daha tez soyuyacaq. Həmçinin, soyuq su təbəqələri isti su təbəqələrindən daha sıxdır, buna görə də soyuq su təbəqəsi aşağı batacaq, isti su qatını səthə qaldıracaqdır. Suyun bu dövriyyəsi temperaturun sürətlə düşməsini təmin edir.

Bəs niyə bu proses tarazlıq nöqtəsinə çatmır? Mpemba effektini bu konveksiya nöqteyi-nəzərindən izah etmək üçün suyun soyuq və isti təbəqələrinin ayrıldığını və suyun orta temperaturu 4 C-dən aşağı düşdükdən sonra konveksiya prosesinin özünün davam etdiyini düşünmək lazımdır.

Bununla belə, suyun soyuq və isti təbəqələrinin konveksiya ilə ayrıldığına dair bu fərziyyəni təsdiqləyən heç bir eksperimental sübut yoxdur.

suda həll olunan qazlar

Suda həmişə həll olunan qazlar var - oksigen və karbon qazı. Bu qazlar suyun donma temperaturunu aşağı salmaq qabiliyyətinə malikdir. Su qızdırıldıqda bu qazlar sudan ayrılır, çünki onların yüksək temperaturda suda həllolma qabiliyyəti aşağı olur. Buna görə də, isti su soyuduqda, qızdırılmamış soyuq sudan daha az həll edilmiş qazlar həmişə var. Buna görə də qızdırılan suyun donma nöqtəsi daha yüksəkdir və daha tez donur. Bu faktı təsdiqləyən eksperimental məlumatlar olmasa da, bəzən Mpemba effektinin izahında bu amil əsas hesab olunur.

İstilikkeçirmə

Bu mexanizm su kiçik qablarda soyuducu dondurucuya yerləşdirildikdə əhəmiyyətli rol oynaya bilər. Bu şərtlərdə, isti su ilə konteynerin altındakı dondurucunun buzunu əritdiyi və bununla da dondurucunun divarı ilə istilik təmasını və istilik keçiriciliyini yaxşılaşdırdığı müşahidə edilmişdir. Nəticədə, istilik isti su qabından soyuqdan daha sürətli çıxarılır. Öz növbəsində, soyuq su ilə konteyner altında qar əritmir.

Bütün bu (eləcə də digər) şərtlər bir çox təcrübələrdə öyrənilmişdir, lakin suala birmənalı cavab - onlardan hansı Mpemba effektinin 100% reproduksiyasını təmin edir - əldə edilməmişdir.

Beləliklə, məsələn, 1995-ci ildə alman fiziki David Auerbach suyun həddindən artıq soyumasının bu təsirə təsirini tədqiq etdi. Aşırı soyudulmuş bir vəziyyətə çatan isti suyun soyuq sudan daha yüksək temperaturda donduğunu və buna görə də sonuncudan daha sürətli olduğunu kəşf etdi. Ancaq soyuq su, isti sudan daha sürətli soyudulmuş vəziyyətə çatır və bununla da əvvəlki geriləməni kompensasiya edir.

Bundan əlavə, Auerbach-ın nəticələri isti suyun daha az kristallaşma mərkəzləri sayəsində daha çox soyumağa nail ola biləcəyi barədə əvvəlki məlumatlarla ziddiyyət təşkil etdi. Su qızdırıldıqda orada həll olunan qazlar çıxarılır, qaynadılanda isə tərkibində həll olunan bəzi duzlar çökür.

İndiyə qədər yalnız bir şey iddia edilə bilər - bu təsirin təkrar istehsalı eksperimentin aparıldığı şərtlərdən asılıdır. Məhz ona görə ki, o, həmişə təkrar istehsal olunmur.

Hansı suyun daha tez donması, isti və ya soyuq olması bir çox amillərdən təsirlənir, amma sualın özü bir az qəribə görünür. Anlaşılır və fizikadan məlumdur ki, isti suyun buza çevrilməsi üçün müqayisə olunan soyuq suyun istiliyinə qədər soyuması üçün hələ vaxt lazımdır. bu mərhələ keçilə bilər və buna görə də vaxtında qalib gəlir.

Ancaq şaxtada küçədə hansı suyun daha sürətli donması sualının cavabını - soyuq və ya isti - şimal enliklərinin hər hansı bir sakini bilir. Əslində, elmi olaraq belə çıxır ki, hər halda soyuq su sadəcə daha sürətli donmalıdır.

1963-cü ildə məktəbli Erasto Mpemba ilə yaxınlaşan fizika müəllimi də gələcək dondurmanın soyuq qarışığının niyə oxşar, lakin isti dondurmadan daha uzun donduğunu izah etmək istəyi ilə etdi.

"Bu dünya fizikası deyil, bir növ Mpemba fizikasıdır"

O zaman müəllim buna yalnız güldü, lakin bir vaxtlar Erastonun oxuduğu məktəbə gedən fizika professoru Deniss Osborne belə bir təsirin mövcudluğunu eksperimental olaraq təsdiqlədi, baxmayaraq ki, bunun üçün heç bir izahat yox idi. . 1969-cu ildə məşhur elmi jurnalda bu xüsusi effekti təsvir edən iki adamın birgə məqaləsi dərc olundu.

O vaxtdan bəri, yeri gəlmişkən, hansı suyun daha sürətli donması sualı - isti və ya soyuq, öz adı var - effekt və ya paradoks, Mpemba.

Sual uzun müddətdir ətrafındadır

Təbii ki, belə bir hadisə əvvəllər də olub və başqa alimlərin əsərlərində də qeyd olunub. Bu sual təkcə məktəblini maraqlandırmırdı, həm də Rene Dekart və hətta Aristotel də bir vaxtlar bu haqda düşünürdü.

Bu paradoksun həllinə yalnız XX əsrin sonlarında baxmağa başlayan yanaşmalar var.

Paradoksun baş verməsi üçün şərtlər

Dondurmada olduğu kimi, təcrübə zamanı donan təkcə adi su deyil. Hansı suyun daha tez dondurulduğunu mübahisə etməyə başlamaq üçün müəyyən şərtlər mövcud olmalıdır - soyuq və ya isti. Bu prosesə nə təsir edir?

İndi, 21-ci əsrdə bu paradoksu izah edə biləcək bir neçə variant irəli sürülüb. Hansı suyun daha tez donması, isti və ya soyuq olması, soyuq sudan daha yüksək buxarlanma sürətinə malik olmasından asılı ola bilər. Beləliklə, onun həcmi azalır və həcmin azalması ilə donma müddəti soyuq suyun oxşar başlanğıc həcmini götürdükdən daha qısa olur.

Dondurucu çoxdan əridilib

Təcrübə üçün istifadə edilən soyuducunun dondurucusunda mövcud ola biləcək qar örtüyü hansı suyun daha tez donduğunu və niyə belə etdiyini təsir edə bilər. Həcmi eyni olan iki qab götürsəniz, lakin onlardan birində isti su, digərində isə soyuq su olacaqsa, isti su olan konteyner altındakı qarı əridəcək və bununla da istilik səviyyəsinin soyuducunun divarı ilə təmasını yaxşılaşdıracaqdır. Soyuq su qabı bunu edə bilməz. Soyuducuda qar ilə belə bir astar yoxdursa, soyuq su daha sürətli donmalıdır.

Üst - alt

Həmçinin suyun daha tez donması fenomeni - isti və ya soyuq, aşağıdakı kimi izah olunur. Müəyyən qanunlara uyğun olaraq, soyuq su yuxarı təbəqələrdən donmağa başlayır, isti su bunu əksinə edir - aşağıdan yuxarı donmağa başlayır. Məlum olub ki, soyuq su, bəzi yerlərdə artıq əmələ gəlmiş buzla üstdə soyuq təbəqəyə malik olmaqla, konveksiya və istilik radiasiya proseslərini pozur və bununla da hansı suyun daha sürətli donduğunu izah edir - soyuq və ya isti. Həvəskar təcrübələrdən bir fotoşəkil əlavə olunur və burada aydın görünür.

İstilik yuxarıya doğru gedir və orada çox sərin təbəqə ilə qarşılaşır. İstilik radiasiyası üçün sərbəst yol yoxdur, buna görə də soyutma prosesi çətinləşir. İsti suyun yolunda qətiyyən belə maneələr yoxdur. Hansı daha sürətli dondurur - soyuq və ya isti, ehtimal olunan nəticə ondan asılıdır, hər hansı bir suyun tərkibində həll olunan müəyyən maddələrin olduğunu söyləyərək cavabı genişləndirə bilərsiniz.

Nəticəyə təsir edən amil kimi suyun tərkibindəki çirklər

Aldatmazsanız və müəyyən maddələrin konsentrasiyası eyni olan eyni tərkibli su istifadə etmirsinizsə, soyuq su daha sürətli donmalıdır. Ancaq həll edilmiş kimyəvi elementlər yalnız isti suda olduqda, soyuq su onlara malik olmadıqda bir vəziyyət yaranarsa, isti suyun daha əvvəl dondurulması imkanı var. Bu onunla izah olunur ki, suda həll olunan maddələr kristallaşma mərkəzləri yaradır və bu mərkəzlərin azlığı ilə suyun bərk vəziyyətə çevrilməsi çətin olur. Hətta suyun həddindən artıq soyuması da mümkündür, o mənada ki, sıfırdan aşağı temperaturda maye vəziyyətdə olacaq.

Amma bütün bu versiyalar, görünür, alimlərə sona qədər uyğun gəlmədi və onlar bu məsələ üzərində işləməyə davam etdilər. 2013-cü ildə Sinqapurda tədqiqatçılar qrupu əsrlər boyu olan sirri həll etdiklərini söylədi.

Bir qrup çinli alim iddia edir ki, bu təsirin sirri hidrogen bağları adlanan bağlarındakı su molekulları arasında toplanan enerjinin miqdarındadır.

Çinli alimlərin cavabı

Hansı suyun daha sürətli donduğunu - isti və ya soyuq olduğunu başa düşmək üçün kimyada müəyyən biliklərə sahib olmaq lazım olan əlavə məlumatlar gələcək. Bildiyiniz kimi, iki H (hidrogen) atomundan və bir O (oksigen) atomundan ibarətdir.

Ancaq bir molekulun hidrogen atomları da qonşu molekullara, onların oksigen komponentinə cəlb olunur. Bu bağlara hidrogen bağları deyilir.

Eyni zamanda, su molekullarının eyni zamanda bir-birinə itələyici təsir göstərdiyini xatırlamaq lazımdır. Alimlər qeyd ediblər ki, su qızdırılan zaman onun molekulları arasındakı məsafə artır və buna itələyici qüvvələr kömək edir. Belə çıxır ki, soyuq vəziyyətdə molekullar arasında bir məsafəni tutaraq, onların uzandığını və daha çox enerji ehtiyatına sahib olduğunu söyləmək olar. Məhz bu enerji ehtiyatı su molekulları bir-birinə yaxınlaşmağa başlayanda ayrılır, yəni soyutma baş verir. Belə çıxır ki, isti suda daha böyük enerji təchizatı və sıfırdan aşağı temperaturda soyuduqda daha çox sərbəst buraxılması, belə enerjinin daha az ehtiyatı olan soyuq su ilə müqayisədə daha sürətli baş verir. Beləliklə, hansı su daha tez donur - soyuq və ya isti? Küçədə və laboratoriyada Mpemba paradoksu baş verməli və isti su daha tez buza çevrilməlidir.

Ancaq sual hələ də açıqdır

Bu ipucunun yalnız nəzəri təsdiqi var - bütün bunlar gözəl düsturlarla yazılmışdır və inandırıcı görünür. Amma suyun daha tez dondurulduğu - isti və ya soyuq olan eksperimental məlumatlar praktiki mənada qoyulduqda və onların nəticələri təqdim edildikdə, Mpemba paradoksu məsələsini qapalı hesab etmək mümkün olacaq.

Suyun xüsusiyyətləri elm adamlarını heyrətləndirməyə davam edir. Su kimyəvi nöqteyi-nəzərdən kifayət qədər sadə bir maddədir, lakin eyni zamanda elm adamlarını heyrətləndirməyə davam edən bir sıra qeyri-adi xüsusiyyətlərə malikdir. Aşağıda az adamın bildiyi bəzi faktlar var.

1. Hansı su daha tez donur - soyuq və ya isti?

İki qab su götürün: birinə isti, digərinə soyuq su tökün və onları dondurucuya qoyun. İsti su soyuq sudan daha tez donacaq, baxmayaraq ki, məntiqi olaraq soyuq su əvvəlcə buza çevrilməli idi: axı, isti su əvvəlcə soyuq temperatura qədər soyumalı, sonra isə buza çevrilməlidir, soyuq suyun isə soyumasına ehtiyac yoxdur. Bu niyə baş verir?

1963-cü ildə Erasto B. Mpemba adlı tanzaniyalı tələbə hazırlanmış dondurma qarışığını dondurarkən, isti qarışığın dondurucuda soyuqdan daha tez bərkidiyini müşahidə etdi. Gənc oğlan kəşfini fizika müəllimi ilə bölüşəndə ​​ona ancaq gülüb. Xoşbəxtlikdən, tələbə israrlı idi və müəllimi təcrübə aparmağa inandırdı, bu da onun kəşfini təsdiqlədi: müəyyən şərtlərdə isti su həqiqətən soyuq sudan daha tez donur.

İndi isti suyun soyuq sudan daha tez dondurulması fenomeninə Mpemba effekti deyilir. Düzdür, ondan çox əvvəl suyun bu unikal xüsusiyyətini Aristotel, Frensis Bekon və Rene Dekart qeyd etmişlər.

Alimlər bu hadisənin mahiyyətini tam başa düşmürlər, bunu ya hipotermiya, buxarlanma, buz əmələ gəlməsi, konveksiya, ya da mayeləşdirilmiş qazların isti və soyuq suya təsiri ilə izah edirlər.

2. O, dərhal donmağı bacarır

Hər kəs bilir ki, su 0°C-yə qədər soyuduqda həmişə buza çevrilir... bəzi hallar istisna olmaqla! Belə bir hal, məsələn, həddindən artıq soyutmadır ki, bu da çox təmiz suyun donmadan aşağı temperaturda soyuduqda belə maye qalması xüsusiyyətidir. Bu hadisə ətraf mühitdə buz kristallarının əmələ gəlməsinə səbəb ola biləcək kristallaşma mərkəzlərinin və ya nüvələrin olmaması səbəbindən mümkün olur. Beləliklə, su sıfır dərəcədən aşağı temperaturlara qədər soyuduqda belə maye şəklində qalır.

Kristallaşma prosesi, məsələn, qaz baloncukları, çirklər (çirklənmə), konteynerin qeyri-bərabər səthi ilə tetiklene bilər. Onlar olmadan su maye vəziyyətdə qalacaq. Kristallaşma prosesi başladığında, super soyudulmuş suyun anında necə buza çevrildiyini izləyə bilərsiniz.

Qeyd edək ki, "çox qızdırılan" su da qaynama nöqtəsindən yuxarı qızdırıldıqda belə maye qalır.

3. 19 su vəziyyəti

Tərəddüd etmədən suyun neçə müxtəlif vəziyyətə malik olduğunu söyləyin? Üç cavab verdinizsə: bərk, maye, qaz, deməli səhv edirsiniz. Alimlər suyun maye şəklində ən azı 5, donmuş halda isə 14 müxtəlif vəziyyətini ayırd edirlər.

Super soyudulmuş su haqqında söhbəti xatırlayırsınız? Beləliklə, nə edirsinizsə edin, -38 ° C-də hətta ən təmiz super soyudulmuş su da birdən buza çevriləcək. Temperatur daha da aşağı düşdükcə nə baş verir? -120°C-də suya qəribə bir şey gəlməyə başlayır: o, bəkməz kimi super-özlü və ya özlü olur, -135°C-dən aşağı temperaturda isə "şüşəli" və ya "şüşəli" suya - bərk maddəyə çevrilir. kristal quruluşu yoxdur.

4. Su fizikləri təəccübləndirir

Molekulyar səviyyədə su daha da təəccüblüdür. 1995-ci ildə alimlər neytronların səpilməsi ilə bağlı eksperiment keçirdilər, gözlənilməz nəticə verdi: fiziklər müəyyən etdilər ki, su molekullarına yönəlmiş neytronlar gözlənildiyindən 25% az hidrogen protonunu "gördülər".

Məlum oldu ki, bir attosaniyə sürətində (10 -18 saniyə) qeyri-adi kvant effekti baş verir və H2O əvəzinə suyun kimyəvi formulu H1,5O olur!

5. Su yaddaşı

Rəsmi təbabətə alternativ olan Homeopatiya iddia edir ki, dərmanın seyreltilmiş məhlulu, durulaşma faktoru o qədər böyük olsa belə, məhlulda su molekullarından başqa heç nə qalmasa belə, orqanizmə müalicəvi təsir göstərə bilər. Homeopatiyanın tərəfdarları bu paradoksu “suyun yaddaşı” adlanan konsepsiya ilə izah edirlər ki, buna görə molekulyar səviyyədə su bir dəfə onda həll olunan maddənin “yaddaşına” malikdir və həll olunduqdan sonra ilkin konsentrasiyanın məhlulunun xassələrini saxlayır. tərkibində tərkib hissəsinin tək molekulu qalır.

Homeopatiyanın prinsiplərini tənqid edən Belfast Kraliça Universitetinin professoru Madeleine Ennisin başçılıq etdiyi beynəlxalq alimlər qrupu 2002-ci ildə bu konsepsiyanı birdəfəlik təkzib etmək üçün təcrübə aparıb. Nəticə isə əksinə oldu. Bundan sonra alimlər “suyun yaddaşı” effektinin reallığını sübut edə bildiklərini bildiriblər. Lakin müstəqil ekspertlərin nəzarəti altında aparılan təcrübələr nəticə verməyib. “Su yaddaşı” fenomeninin mövcudluğu ilə bağlı mübahisələr davam edir.

Su bu məqalədə qeyd etmədiyimiz bir çox başqa qeyri-adi xüsusiyyətlərə malikdir. Məsələn, suyun sıxlığı temperaturla dəyişir (buzun sıxlığı suyun sıxlığından azdır)

su kifayət qədər yüksək səth gərginliyinə malikdir

maye vəziyyətdə su mürəkkəb və dinamik dəyişən su klasterləri şəbəkəsidir və suyun strukturuna təsir edən çoxluqların davranışıdır və s.

Suyun bu və bir çox digər gözlənilməz xüsusiyyətləri haqqında London Universitetinin professoru Martin Çaplinin “Suyun anomal xüsusiyyətləri” məqaləsində oxuya bilərsiniz.