Su qeyri-adi xüsusiyyətlərə malik olan dünyanın ən heyrətamiz mayelərindən biridir. Məsələn, buz bərk bir maye vəziyyətindədir, suyun özündən daha aşağı bir xüsusi bir cazibə qüvvəsinə malikdir, bu da Yer kürəsində həyatın yaranmasını və inkişafını bir çox hallarda mümkün etmişdir. Bundan əlavə, yaxın elmi və elmi dünyada suyun daha sürətli dondurduğu - isti və ya soyuq olması barədə müzakirələr gedir. İsti mayenin müəyyən şərtlər altında daha sürətli dondurulmasını sübut edən və qərarını elmi cəhətdən əsaslandıran hər kəs Britaniya Kral Kimyaçılar Cəmiyyətindən 1000 funt sterlinq mükafat alacaq.

Ümumi məlumat

Bir sıra şərtlərdə isti suyun orta əsrlərdə soyuq sudan daha sürətli dondurulması faktı. Bu fenomeni izah etmək Francis Bacon və René Dekart üçün çox iş oldu. Ancaq klassik istilik mühəndisliyi nöqteyi-nəzərindən bu paradoks izah edilə bilməz və onlar utanc verərək bu barədə susmağa çalışdılar. Müzakirələrin davam etməsinə təkan 1963-cü ildə Tanzaniyalı məktəbli Erasto Mpemba ilə baş verən bir qədər maraqlı bir hekayə idi. Bir dəfə bir aşpaz məktəbində şirniyyat bişirmə dərsi zamanı kənar məsələlərdən yayınan oğlan, dondurma qarışığını vaxtında soyudub soyuducuya süddə şəkərin bir həllini qoymadı. Təəccüblüdür ki, məhsul dondurma hazırlamaq üçün temperatur rejiminə riayət edən həmkarlarından fərqli olaraq bir az daha tez soyudu.

Fenomenin mahiyyətini aydınlaşdırmağa çalışan oğlan, təfərrüatlara girmədən kulinariya təcrübələrini lağ edən fizika müəlliməsinə müraciət etdi. Bununla birlikdə, Erasto həssas bir cəsarətlə fərqləndi və təcrübələrini süddə deyil, suda davam etdirdi. Əmin oldu ki, bəzi hallarda isti suyun dondurulması soyuqdan daha sürətli olur.

Dar Es Salaam Universitetinə girən Erasto Mpembe, professor Dennis G. Osbornenin mühazirəsinə qatıldı. Məzunu bitirdikdən sonra tələbə suyun istiliyindən asılı olaraq donma dərəcəsi problemi ilə alimi çaşdırdı. D.G. Osborne, sualın çox tərtibini lağ edərək, hər hansı bir dvoechnik soyuq suyun daha sürətli donduracağını bildiyini söylədi. Ancaq gəncin təbii inadkarlığı özünü hiss etdirirdi. O, laboratoriyada eksperimental sınaq keçirməyi təklif edərək professorla bahis etdi. Erasto, dondurucuya birində 95 ° F (35 ° C), ikincisində isə 212 ° F (100 ° C) olan iki konteyner su qoydu. İkinci konteynerdəki su daha tez dondurulduqda professorun və ətrafındakı "fanatların" təəccübü nələr idi. O vaxtdan bəri bu fenomen Mpemba Paradoks adlanır.

Ancaq bu günə qədər Mpemba Paradoksunu izah edən ahəngdar bir nəzəri fərziyyə yoxdur. Xarici amillərin, suyun kimyəvi tərkibinin, tərkibindəki həll qazların və mineralların olması, müxtəlif temperaturlarda mayenin dondurulma dərəcəsinə təsir göstərdiyi aydın deyil. "Mpemba effekti" nin paradoksu odur ki, suyun soyutma müddəti maye və ətraf mühit arasındakı temperatur fərqi ilə mütənasibdir. İ.Nyutonun kəşf etdiyi qanunlardan birinə ziddir. Bütün digər mayelər bu qanuna tamamilə tabedirsə, bəzi hallarda su istisna təşkil edir.

Niyə isti su daha sürətli dondururt

İsti suyun soyuqdan daha tez dondurmasının bir neçə versiyası var. Əsas olanlar:

• isti su daha sürətli buxarlanır, həcmi azalır və az miqdarda maye daha sürətli soyuyur - su + 100 ° C-dən 0 ° C-ə qədər soyudulduqda atmosfer təzyiqindəki həcm itkisi 15% -ə çatır;
• maye ilə ətraf mühit arasında istilik mübadiləsi daha yüksəkdir, temperatur fərqi o qədər böyükdür, buna görə qaynar suyun istilik itkisi daha sürətli keçir;
• isti su soyuduqda, onun səthində buz qabığı yaranır, mayenin tam dondurulmasına və buxarlanmasına mane olur;
• suyun yüksək temperaturunda onun konveksiya qarışığı baş verir, bu da donma müddətini azaldır;
• suda həll olunan qazlar kristal meydana gəlməsi üçün enerji alaraq donma nöqtəsini aşağı salır - isti suda həll olunan qazlar yoxdur.

Bütün bu şərtlər dəfələrlə eksperimental olaraq sınaqdan keçirilmişdir. Xüsusilə, alman alimi David Auerbach, isti suyun kristallaşma temperaturunun soyuq su ilə müqayisədə bir qədər yüksək olduğunu, ilk növbədə daha sürətli dondurulmasını şərtləndirdi. Lakin, sonradan onun təcrübələri tənqid edildi və bir çox elm adamı suyun daha sürətli dondurduğu - isti və ya soyuq olduğu "Mpamba effekti" nin yalnız müəyyən şərtlərdə təkrar istehsal edilə biləcəyinə əmindir, bu günə qədər heç kim axtarış və betonlama ilə məşğul olmur.

Salam maraqlı faktları sevənlər. Bu gün sizin haqqınızda danışacağıq. Ancaq düşünürəm ki, başlıqda verilmiş sual sadəcə absurd görünə bilər - ancaq həmişə ciddi şəkildə sınan təcrübəyə deyil, bədnam “sağlam düşüncəyə” etibar etmək lazımdır. Niyə isti suyun soyuqdan daha tez dondurduğunu anlamağa çalışaq?

Tarixi məlumat

Soyuq və isti suyun dondurulması məsələsində Aristotelin yazılarında bir daha xatırlandı, sonra F. Bekon, R. Dekart və J. Black oxşar qeydlər etdilər. Yaxın tarixdə bu təsirə "Mpemba paradoks" adı verildi - qonaq olan fizika professoruna eyni sualı verən Tanganyika məktəblisindən sonra Erasto Mpemba.

Oğlanın sualı sıfırdan deyil, mətbəxdəki dondurma qarışıqlarının soyutma prosesini sırf fərdi müşahidələrdən qaynaqlandı. Əlbətdə, orada olan sinif yoldaşları, məktəb müəllimi ilə birlikdə Mpemba-ya istehza etdilər - lakin professor D. Osborne tərəfindən şəxsən aparılmış bir sınaq yoxlamasından sonra Erastonun əylənməsi istəyi "buxarlandı". Bundan əlavə, Mpemba 1969-cu ildə bir professorla birlikdə Fizika Təhsilində bu təsirin ətraflı təsvirini dərc etdi - və o vaxtdan bəri yuxarıda göstərilən adı elmi ədəbiyyatlarda qeyd edildi.

Fenomenin mahiyyəti nədir?

Təcrübənin qurulması olduqca sadədir: ceteris paribus, eyni nazik divarlı gəmilər sınaqdan keçirilir, yalnız temperaturda fərqlənən ciddi bərabər miqdarda su ehtiva edir. Gəmilər soyuducuya yüklənir, bundan sonra onların hər birində buz əmələ gələnə qədər vaxt qeyd olunur. Paradoks odur ki, əvvəlcə daha isti bir maye olan bir gəmidə bu daha sürətli olur.

Müasir fizika bunu necə izah edir?

Paradoksun universal bir izahı yoxdur, çünki töhfə xüsusi ilkin şərtlərdən fərqli ola biləcək bir neçə paralel proseslər birlikdə baş verir - ancaq vahid nəticə:

• maye supercooling qabiliyyəti - başlanğıcda soyuq su hipotermiyaya daha çox meyllidir, yəni. temperaturu artıq donma nöqtəsindən aşağı olduqda maye qalır
• sürətlənmiş soyutma - isti sudan çıxan buxar, geri "atıldıqda" əlavə bir "xarici istilik dəyişdiricisi" olaraq işləyən prosesi sürətləndirən buz mikrokristallarına çevrilir.
• izolyasiya effekti - isti, soyuq sudan fərqli olaraq yuxarıdan donur, bu da istilik ötürülməsinin konveksiya və radiasiya ilə azalmasına səbəb olur

Bir sıra digər izahatlar var (son dəfə İngiltərə Kral Kimyəvi Cəmiyyəti bu yaxınlarda, 2012-ci ildə ən yaxşı fərziyyə üçün müsabiqə keçirmişdi) - lakin giriş şərtlərinin birləşməsi ilə bağlı bütün hallar üçün hələ birmənalı nəzəriyyə mövcud deyil ...

Bu inanılmaz səslənsə də doğrudur, çünki donma prosesində əvvəlcədən isidilmiş su soyuq suyun temperaturundan keçməlidir. Bu vaxt bu effekt geniş yayılmışdır.Məsələn, buz yağışları və slaydlar qışda soyuq su ilə deyil, isti ilə doldurulur. Mütəxəssislər motoristlərə qışda yuyucu anbarına isti su yox, soyuq tökməyi məsləhət görürlər. Paradoks dünyada "Mpemba effekti" kimi tanınır.

Bu fenomen o dövrdə Aristotel, Frensis Bekon və Rene Dekart tərəfindən xatırlandı, ancaq yalnız 1963-cü ildə fizika professorları buna diqqət etdilər və araşdırmağa çalışdılar. Hamısı Tanzaniyalı məktəbli Erasto Mpemba'nın əvvəllər qızdırıldığı təqdirdə dondurma hazırladığı şirin südün daha sürətli dondurulduğunu görüb isti suyun soyuqdan daha sürətli dondurulmasını təklif etməsi ilə başladı. Fizika müəllimindən aydınlıq istədi, ancaq tələbə ilə güldü və aşağıdakıları söylədi: "Bu dünya fizikası deyil, Mpemba fizikasıdır."

Xoşbəxtlikdən, Dar Es Salaam Universitetinin fizika professoru Dennis Osbourne bir dəfə məktəbə baş çəkdi. Və Mpemba eyni sual ilə ona tərəf döndü. Professor daha az şübhə edir, heç görmədiklərini mühakimə edə bilmədiyini söylədi və evə qayıtdıqdan sonra işçilərdən müvafiq təcrübələr keçirmələrini xahiş etdi. Görünür oğlanın sözlərini təsdiqlədilər. Hər halda, 1969-cu ildə Osborne Mpemba ilə işləmək haqqında "Eng. FizikaTəhsil". Elə həmin il Kanada Milli Araşdırma Şurasından Corc Kell fenomeni ingilis dilində izah edən bir məqalə nəşr etdi. AmerikaJurnalofFizika».

Bu paradoks üçün bir neçə mümkün izah var:

• İsti su daha sürətli buxarlanır və bununla da həcmini azaldır və eyni temperaturda olan daha kiçik bir su daha sürətli dondurur. Möhürlənmiş qablarda soyuq su daha sürətli dondurmalıdır.
• Qar astarının olması. İsti su qabı altındakı qarı əridir və bununla da soyutma səthi ilə istilik əlaqəsini yaxşılaşdırır. Soyuq su altındakı qar əriməz. Qar astarı yoxdursa, soyuq su olan qab daha sürətli dondurulmalıdır.
• Soyuq su yuxarıdan dondurulmağa başlayır və bununla da istilik radiasiyası və konveksiya prosesləri və dolayısı ilə istilik itkisi azalır, isti su isə aşağıdan donmağa başlayır. Konteynerlərdə suyun əlavə mexaniki qarışdırılması ilə soyuq su daha sürətli dondurulmalıdır.
• Soyudulmuş suda kristalizasiya mərkəzlərinin olması - tərkibində həll olunan maddələr. Soyuq su içərisində bu qədər mərkəzin az olması ilə suyun buz halına çevrilməsi çətinləşir və bir maye vəziyyətdə qaldıqda, mənfi bir temperaturda qaldıqda onu super soyutmaq da mümkündür.

Bu yaxınlarda başqa bir izahat yayımlandı. Vaşinqton Universitetindən doktor Jonathan Katz bu fenomeni araşdırdı və suyun içərisində qızdırıldıqdan sonra çökən maddələrin əhəmiyyətli bir rol oynadığı qənaətinə gəldi.
  Doldurulmuş maddələrlə Dr Katz sərt suda olan kalsium və maqnezium bikarbonatlarına aiddir. Su qızdırıldıqda bu maddələr çökər, su “yumşaq” olur. Heç vaxt qızdırılmamış su bu çirkləri ehtiva edir, "sərt" dir. Dondurulduğundan və buz kristalları meydana gəldikdə suda çirklərin konsentrasiyası 50 qat artır. Buna görə suyun donma nöqtəsi azalır.

Bu izahat mənə inandırıcı görünmür, çünki Təsirin sərt su ilə deyil, dondurma ilə aparılan təcrübələrdə olduğunu unutma. Çox güman ki, fenomenin səbəbləri kimyəvi deyil, termofizikdir.

Bu günə qədər Mpemba paradoksunun birmənalı izahatı alınmadı. Deyim ki, bəzi elm adamları bu paradoksu diqqətə layiq hesab etmirlər. Ancaq çox maraqlıdır ki, sadə bir tələbə fiziki təsirin tanınmasına nail olmuş və maraq və əzmkarlığı sayəsində populyarlıq qazanmışdır.

2014-cü ilin fevral ayında əlavə edildi

Qeyd 2011-ci ildə yazıldı. O vaxtdan bəri Mpemba effektinin yeni araşdırmaları və onu izah etmək üçün yeni cəhdlər ortaya çıxdı. Beləliklə, 2012-ci ildə, Böyük Britaniyanın Kral Kimya Cəmiyyəti, "The Mpemba Effect" elmi sirlərini 1000 funt sterlinq mükafat fondu ilə açmaq üçün beynəlxalq müsabiqə elan etdi. Son tarix 30 İyul 2012 tarixində təyin edildi. Qalib Zaqreb Universitetinin laboratoriyasından Nikola Bregovik oldu. Əsəri çap etdi, bu fenomeni izah etmək üçün əvvəlki cəhdləri təhlil etdi və inandırıcı olmadığı qənaətinə gəldi. Təklif etdiyi model suyun əsas xüsusiyyətlərinə əsaslanır. Arzu edənlər http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp saytında iş tapa bilərlər

Bununla bağlı araşdırmalar bununla bitmədi. 2013-cü ildə Sinqapurdan olan fiziklər Mepemba effektinin səbəbini nəzəri olaraq sübut etdilər. Əsəri http://arxiv.org/abs/1310.6514 saytından əldə edə bilərsiniz.

Saytdakı oxşar məqalələr:

Digər bölmə məqalələri

Şərhlər:

Alexey Mishnev. 10.06.2017 04:14

Niyə isti su daha sürətli buxarlanır? Alimlər praktik olaraq sübut etdilər ki, bir stəkan isti su soyuqdan daha sürətli dondurur. Elm adamları bu fenomeni fenomenlərin mahiyyətini başa düşmədikləri üçün izah edə bilmirlər: istilik və soyuq! İstilik və soyuqluq, bu, materiyanın hissəciklərinin qarşı-qarşıya və yerin mərkəzindən hərəkət edən maqnit dalğalarının sıxılma şəklində qarşılıqlı təsirinə səbəb olan fiziki bir hissdir. Buna görə potensial fərq nə qədər böyükdürsə, bu maqnit gərginliyi, bəzi dalğaların digərlərinə nüfuz etməsi üsulu ilə daha sürətli enerji mübadiləsi aparır. Yəni diffuziya yolu ilə! Məqaləmə cavab olaraq bir rəqib yazır: 1) ".. isti su daha sürətli buxarlanır, nəticədə az su olur, buna görə daha sürətli dondurur" Sual! Suyun daha sürətli buxarlanmasına səbəb olan hansı enerji? 2) Məqaləm, rəqibin əks göstəriş kimi istinad etdiyi taxta çubuqdan deyil, bir şüşədən bəhs edir. Düzgün deyil! Suala cavab verirəm: "TƏBİƏT DƏYİŞMƏSİNDƏ SU NƏDİR?" Həmişə yerin mərkəzindən kosmosa hərəkət edən maqnit dalğaları, daima yerdən mərkəzə doğru hərəkət edən maqnit sıxılma dalğalarının əks təzyiqini dəf edərək, su hissəciklərini, kosmosa hərəkət etdikdən sonra həcm artır. Yəni genişlənir! Maqnetik sıxılma dalğalarının öhdəsindən gəldikdə, bu su buxarı sıxılır (qatlanır) və bu maqnit sıxılma qüvvələrinin təsiri altında yağış şəklində su yerə qayıdır! Hörmətlə 6m! Alexey Mishnev. 6 oktyabr 2012-ci il.

Alexey Mishnev. 10.06.2017 04:19

Temperatur nədir. Temperatur, sıxılma və genişlənmə enerjisi olan maqnit dalğalarının elektromaqnit gərginliyinin dərəcəsidir. Bu enerjilərin tarazlıq vəziyyəti olduqda, bədənin və ya maddənin istiliyi sabit vəziyyətdədir. Bu enerjilərin tarazlıq vəziyyəti pozulursa, genişlənmə enerjisinə doğru, bədən və ya maddə boşluq həcmində artır. Maqnit dalğalarının enerjisi sıxılma tərəfə keçərsə, bədən həcmi və ya maddə azalır. Elektromaqnit gərginliyinin dərəcəsi istinad orqanın genişlənməsi və ya daralma dərəcəsi ilə müəyyən edilir. Alexey Mishnev.

Moiseeva Natalia10.23.2012 11:36 | VNİİM

Aleksey, temperatur anlayışı ilə bağlı fikirlərinizi ortaya qoyan hansısa məqalədən bəhs edirsiniz. Ancaq heç kim oxumurdu. Zəhmət olmasa bir link verin. Ümumiyyətlə, fizika ilə bağlı fikirləriniz çox özünəməxsusdur. Heç vaxt "bir istinad orqanının elektromaqnit genişlənməsi" haqqında eşitməmişdim.

Yuri Kuznetsov, 12.04.2012 12:32

Fərziyyə, molekullararası rezonans və onun yaratdığı molekullar arasında ponderomotor cazibə işləməsi təklif olunur. Soyuq suda molekullar müxtəlif tezliklərdə təsadüfi olaraq hərəkət edir və salınır. Su qızdırıldıqda, titrəmə tezliyinin artması ilə onların aralığı daralır (tezlik fərqi maye isti sudan buxarlanma nöqtəsinə qədər azalır), molekulların vibrasiya tezliyi bir-birinə yaxınlaşır və nəticədə molekullar arasında rezonans yaranır. Soyuduqda bu rezonans qismən qorunur, dərhal ölmür. Rezonansda gitara iki simindən birini basmağa çalışın. İndi buraxın - sim yenidən titrəməyə başlayacaq, rezonans öz vibrasiyalarını bərpa edəcəkdir. Beləliklə, dondurulmuş suda xarici soyudulmuş molekullar salınımların genişliyini və tezliyini itirməyə çalışırlar, ancaq gəmi içərisindəki "isti" molekullar salınımları geriyə çəkir, vibrator və xarici olanlar rezonator kimi çıxış edirlər. Vibratorlar və rezonatorlar arasında ponderomotor cazibə * yaranır. Ponderomotor qüvvəsi molekulların kinetik enerjisindən (yalnız titrəmədən, həm də cərgə ilə hərəkət edən) təsir edən qüvvədən çox olduqda, sürətlənmiş kristallaşma baş verir - "Mpemba effekti". Ponderomotor bağlantısı çox qeyri-sabitdir, Mpemba effekti bütün uyğun gələn amillərdən çox asılıdır: dondurulmuş suyun həcmi, istiliyinin təbiəti, dondurma şərtləri, temperatur, konveksiya, istilik mübadiləsi şəraiti, qaz doyma, soyuducu qurğunun titrəməsi, havalandırma, çirkləri, buxarlanma və s. Bəlkə də işıqlandırmadan belə ... Buna görə təsirin çox izahı var və bəzən çoxalmaq çətindir. Eyni "rezonans" səbəbi ilə qaynadılmış su, qaynadılmamış sudan daha sürətli qaynadılır - rezonans qaynadıqdan sonra bir müddət su molekullarının titrəmələrinin intensivliyini saxlayır (soyutma zamanı enerji itkisi əsasən molekulların xətti hərəkətinin kinetik enerjisini itirməsi ilə əlaqədardır). Sıx istiləşmə ilə vibrator molekulları dondurucu ilə müqayisədə rezonator molekulları ilə rolları dəyişdirir - vibratorların tezliyi rezonatorların tezliyindən azdır, yəni molekullar arasında cazibə deyil, əksinə başqa bir məcmu vəziyyətə (cüt) keçidi sürətləndirir.

Vlad, 12/11/2012 03:42 AM

Beyni parçaladı ...

Anton, 02.04.2013 02:02

1. Bu ponderomotor cazibə o qədər böyükdür ki, istilik ötürmə prosesinə təsir edir? 2. Bu, bütün cisimlər müəyyən bir istiliyə qədər qızdırıldıqda, onların struktur hissəcikləri rezonans doğurur? 3. Soyuduqda bu rezonansın yox olmasına səbəb nədir? 4. Bu sənin tahminindir? Mənbə varsa, göstərin. 5. Bu nəzəriyyəyə görə gəminin forması mühüm rol oynayacaq və incə və düzdürsə, donma müddətinin fərqi böyük olmayacaq, yəni Yoxlaya bilərsiniz.

Qüdrət, 03/11/2013 10:12 | METAK

Artıq soyuq suda azot atomları mövcuddur və su molekulları arasındakı məsafələr isti suya nisbətən daha yaxındır. Yəni nəticə: İsti su azot atomlarını özünə daha tez çəkir və eyni zamanda soyuq sudan daha sürətli dondurur - bu, dəmirin söndürülməsi ilə müqayisə olunur, çünki isti su buz halına gəlir və isti dəmir sürətli soyutma ilə sərtləşir!

Vladimir, 03/13/2013 06:50

ya da bəlkə də bu: isti suyun və buzun sıxlığı soyuq suyun sıxlığından azdır və buna görə suyun sıxlığını dəyişdirməyə ehtiyac qalmır, bu müddətdə bir müddət itirir və dondurur.

Alexey Mishnev, 03/21/2013 11:50

Zərrəciklərin rezonansları, cəlbediciliyi və titrəmələri müzakirə etməzdən əvvəl bir sualı başa düşmək və cavab vermək lazımdır: Hansı hissələr hissəcikləri salınmaya məcbur edir? Kinetik enerji olmadan, sıxılma ola bilməz. Sıxılma olmadan genişlənmə ola bilməz. Genişlənmədən kinetik enerji ola bilməz! Simlərin rezonansı haqqında danışmağa başlayanda əvvəlcə bir səy göstərdin ki, bu iplərdən biri salınmağa başlayacaq! Cazibə haqqında danışarkən, əvvəlcə bu cazibələri cəlb edən qüvvəni göstərməlisiniz! Mənə iddia olunur ki, bütün cisimlər atmosferin elektromaqnit enerjisi ilə sıxılmış və bütün cisimləri, maddələri və elementar hissəcikləri 1,33 kq gücündə sıxışdırır. sm2 deyil, elementar bir hissəcik üzərində. Atmosfer təzyiqi seçici ola bilmədiyi üçün! Güc miqdarı ilə qarışdırmayın!

Dodik, 05/31/2013 02:59

Mənə elə gəlir ki, bir həqiqəti unutmusan - "Elm ölçmələrin başladığı yerdən başlayır". İsti suyun temperaturu necədir? Soyuq suyun temperaturu necədir? Məqalədə bu barədə bir söz deyilmir. Bundan nəticə çıxara bilərik - məqalənin hamısı oxşardır!

Qriqori, 06.04.2013 12:17

Dodik, məqaləni zibil adlandırmadan əvvəl öyrənmək barədə düşünmək lazımdır, heç olmasa biraz. Və yalnız ölçmək deyil.

Dmitri, 12.24.2013 10:57

İsti suyun molekulları soyuqdan daha sürətli hərəkət edir, buna görə ətraf mühitlə daha sıx bir əlaqə olduğu üçün bütün soyuqları sürətlə yavaşladığı görünür.

İvan, 01/10/2014 05:53

Bu saytda belə bir anonim məqalənin görünməsi təəccüblüdür. Məqalə tamamilə elmi olmayandır. Həm müəllif, həm də təfsirçilər fenomenin izahı üçün axtarış apardılar, fenomenin ümumiyyətlə müşahidə olunduğunu və əgər varsa, hansı şəraitdə olduğunu öyrənməkdən çəkinmədi. Üstəlik, əslində müşahidə olunanlarla bağlı belə bir razılaşma yoxdur! Beləliklə, müəllif, bütün isti mətndən (və "təsiri dondurma ilə aparılan təcrübələrdə tapıldı") özünün belə eksperimentlər qurmadığına baxmayaraq, tam isti dondurmanın sürətli dondurulmasının təsirini izah etməyin zəruriliyində israr edir. Məqalədə sadalanan hadisələri "izah etmək" variantlarından, fərqli sulu məhlullar ilə fərqli şərtlərdə icra edilən tamamilə fərqli təcrübələrin təsvir olunduğunu görmək olar. Həm izahların mahiyyəti, həm də onlarda subjunktiv əhval-ruhiyyə ifadə olunan fikirlərin elementar yoxlanmasının belə aparılmadığını göstərir. Kimsə təsadüfən maraqlı bir hekayə eşitdi və gəzinti ilə spekulyativ nəticəsini bildirdi. Bağışlayın, bu fiziki bir elmi araşdırma deyil, siqaret çəkən otaqdakı bir söhbətdir.

İvan, 01/10/2014 06:10

Buz yağışlarını isti su və soyuq şüşə yuyucularla tökmək barədə məqalədəki şərhlərə gəlincə. İbtidai fizika baxımından hər şey sadədir. Rink daha yavaş dondurduğu üçün isti su ilə doldurulur. Skating rink bərabər və hamar olmalıdır. Soyuq su ilə doldurmağa çalışın - bumps və "sagging" almaq, çünki su bərabər yayılmazdan əvvəl doyurur. Ancaq isti və bərabər bir təbəqəyə yayılması üçün vaxt olacaq və onsuz da mövcud olan buz və qar tüplərini əridir. Bir yuyucusu ilə də çətin deyil: şaxtada təmiz su tökmək məna vermir - stəkanda dondurur (hətta isti); və isti dondurmayan maye soyuq şüşəni qıra bilər, üstəgəl şüşəyə gedən yolda spirtlərin sürətlə buxarlanması səbəbindən şüşədə dondurucu bir temperatur olacaqdır (moonshine-in işləmə prinsipi ilə hamı tanıyır? - Alkoqol buxarlanır, su qalar).

İvan, 10.01.2014 06:34

Ancaq əslində fərqli şərtlərdəki iki fərqli təcrübənin niyə fərqli bir şəkildə baş verdiyini soruşmaq ağılsızlıqdır. Təcrübə təmizdirsə, eyni kimyəvi tərkibli isti və soyuq su götürməlisiniz - eyni çaydandan əvvəlcədən soyudulmuş qaynar su götürün. Eyni damarlara tökün (məsələn, nazik divarlı eynəklər). Qarın üstünə deyil, bərabər, hətta quru bir bazaya, məsələn, taxta bir masaya qoyduq. Mikrofizatora deyil, kifayət qədər həcmli bir termostata - Bir neçə il əvvəl ölkədə hava -25 C ətrafında sabit və şaxtalı olanda bir təcrübə apardım. Su kristallaşma istiliyinin qayıtmasından sonra müəyyən bir temperaturda kristallaşır. Fərziyyə isti suyun daha sürətli soyuduğunu təsdiqləyir (bu, klassik fizikaya uyğun olaraq istilik ötürmə dərəcəsi temperatur fərqinə mütənasibdir), lakin istiliyi soyuq suyun istiliyinə bərabər olanda da artan soyutma sürətini saxlayır. Sual oluna bilər ki, küçədə + 20 ° C-ə qədər soyudulmuş su, bir saat əvvəl + 20 ° C-ə qədər soyudulmuş, ancaq bir otaqda olan su ilə necə fərqlənir? Klassik fizika (yeri gəlmişkən, siqaret çəkən otaqdakı söhbətə deyil, yüz minlərlə və milyonlarla təcrübəyə əsaslanaraq) deyir: heç nə yoxdur, soyutmanın sonrakı dinamikası eyni olacaq (yalnız +20 qaynama nöqtəsi daha sonra çatacaq). Təcrübə eyni şeyi göstərir: əvvəlcə soyuq su olan bir stəkanda artıq buzun qabığı olduqda isti su dondurmağı ağlına belə gətirmədi. P.S. Yuri Kuznetsovun şərhlərinə. Müəyyən bir təsirin mövcudluğu, onun baş verməsi üçün şərtlər təsvir edildikdə və sabit şəkildə çoxaldıldıqda qəbul edilə bilər. Bilinməyən şərtlərlə hansı təcrübələrin olduğunu başa düşmədiyimiz zaman onların izah edilməsi nəzəriyyələrini qurmaq vaxtından əvvəldir və bu elmi baxımdan heç bir şey vermir. P.P.S. Bəli, Aleksey Mişnevin şərhlərini duyğu göz yaşları olmadan oxumaq mümkün deyil - insan fizika və real təcrübələrlə heç bir əlaqəsi olmayan bəzi fantaziya dünyasında yaşayır.

Qriqori, 01/13/2014 10:58

İvan, başa düşürəm, Mpemba'nın təsirini təkzib edirsiniz? Təcrübələrinizin göstərdiyi kimi mövcud deyil? Niyə fizikada bu qədər məşhurdur və çoxları bunu izah etməyə çalışır?

İvan, 02/14/2014 01:51

Axşamınız xeyir, Qriqori! Təmiz olmayan bir təcrübənin təsiri mövcuddur. Ancaq bildiyiniz kimi, bu fizikada yeni qanunlar axtarmaq üçün bir fürsət deyil, bir eksperimenterin bacarıqlarını artırmaq üçün bir fürsətdir. Şərhlərdə qeyd etdiyim kimi, "Mpemba effekti" ni izah etmək üçün edilən bütün cəhdlərdə tədqiqatçılar nə üçün və hansı şəraitdə ölçdüklərini belə dəqiq deyə bilmirlər. Və demək istəyirsən ki, bunlar eksperimental fiziklərdir? Demə. Təsiri fizikada deyil, hazırda dəniz olan müxtəlif forumlarda və bloglarda yalançı elmi araşdırmalarda məlumdur. Həqiqi bir fiziki təsir (səhv bir şərh və ya sadəcə bir mif nəticəsində deyil, bəzi yeni fiziki qanunların nəticəsi olaraq), fizikadan uzaq insanlar tərəfindən qəbul edilir. Buna görə tamamilə fərqli şəraitdə qurulmuş müxtəlif təcrübələrin vahid bir fiziki effekt kimi danışması üçün heç bir səbəb yoxdur.

Pavel, 02/18/2014 09:59

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

Qriqori, 02/19/2014 12:50

İvan, mən təsdiqlənməmiş sensasiyalı material dərc edən yaxın elmi mövzularda bir çox saytın olduğuna razıyam. Axı, Mpemba'nın təsiri hələ araşdırılır. Üstəlik, universitetlərin tədqiqatçıları araşdırma aparırlar. Məsələn, 2013-cü ildə bu təsiri Sinqapurdakı Texnologiya Universitetindən bir qrup araşdırdı. Http://arxiv.org/abs/1310.6514 səhifəsinə baxın. Bu təsir üçün bir izahat tapdıqlarına inanırlar. Kəşfin mahiyyəti haqqında ətraflı yazmayacam, amma onların fikrincə təsir hidrogen bağlarında saxlanan enerjilərin fərqi ilə əlaqələndirilir.

Moiseeva N.P. 02/19/2014 03:04

Mpemba effektini araşdırmaq istəyən hər kəs üçün məqalənin materialını bir az əlavə etdim və ən son nəticələr ilə tanış ola biləcəyiniz yerləri təmin etdim (mətnə \u200b\u200bbaxın). Şərhlər üçün təşəkkür edirik.

Ildar, 02.24.2014 04:12 | hər şeyi sadalamağın mənası yoxdur

Mpemba'nın bu təsiri həqiqətən reallaşarsa, izahat tapılmalıdır, məncə suyun molekulyar quruluşunda. Su (məşhur elmi ədəbiyyatdan öyrəndiyim kimi) fərdi H2O molekulları kimi deyil, bir neçə molekulun (hətta onlarla) klasterləri kimi mövcuddur. Su istiliyi yüksəldikcə molekulların hərəkət sürəti artır, çoxluqlar parçalanır və molekulların valent bağları böyük klaster yığmağa vaxt tapmır. Çoxluq meydana gəlməsi molekulların sürətini azaltmaqdan bir az daha uzun çəkir. Çoxluqlar daha kiçik olduğundan, kristal panjasının əmələ gəlməsi daha sürətli olur. Soyuq suda, yəqin ki, kifayət qədər sabit sabit çoxluqlar panjanın yaranmasına mane olur, onların məhv edilməsi üçün müəyyən vaxt tələb olunur. Mən özüm televizorda maraqlı bir effekt gördüm ki, sakitcə bir qabda duran soyuq su soyuqda bir neçə saat maye qaldı. Ancaq qutu götürüldükdən sonra, yəni biraz daşındı, bankdakı su dərhal kristallaşdı, qeyri-şəffaf oldu və bank partladı. Yaxşı, bu effekti göstərən pop bunu suyun bərəkətli olması ilə izah etdi. Yeri gəlmişkən, suyun temperaturdan asılı olaraq öz viskozitesini çox dəyişdirdiyi məlum olur. Bizim üçün, böyük canlılar kimi bu görünməzdir və kiçik (mm və daha az) xərçəngkimilər və xüsusilə bakteriyalar səviyyəsində suyun özlülüyü çox əhəmiyyətli bir amildir. Bu viskozite, məncə, su qruplarının ölçüsü ilə də müəyyənləşdirilir.

GREY 03/15/2014 05:30

gördüyümüzün hamısı səthi xüsusiyyətlərdir (xüsusiyyətlərdir), buna görə enerjiyə yalnız ölçülə biləcəyimiz və ya hər hansı bir şəkildə varlığımızı sübut edə biləcəyimizi götürürük, əks təqdirdə sonu yoxdur. Bu fenomen Mpemba effekti ilə bütün fiziki modelləri vahid qarşılıqlı quruluşa birləşdirəcək sadə bir həcm nəzəriyyəsi ilə izah edilə bilər. həqiqətən sadədir

nikita, 06.06.2014 04:27 | maşın

ancaq maşına girəndə suyun soyuq olması necə isti idi!

alexey, 10.03.2014 01:09

Və burada yolda başqa bir "kəşf" var. Plastik bir şüşədəki su, açıq mantarla daha sürətli dondurur. Əyləncə üçün, həddindən artıq soyuqda dəfələrlə sınaq keçirdi. Təsiri göz qabağındadır. Teoristlərə salam!

Eugene, 12/27/2014 08:40

Buxarlandırıcı soyuducu prinsipi. Soyuq və isti su ilə iki hermetik möhürlənmiş şüşə götürürük. Soyuqda qoyduq. Soyuq su daha sürətli dondurur. İndi eyni şüşələri açdığımız soyuq və isti su ilə götürürük və soyuqda qoyuruq. İsti su soyuqdan daha sürətli donduracaq. Soyuq və isti su ilə iki hövzə götürsək, isti su daha sürətli dondurulacaq. Bu, atmosferlə təmasımızı artırdığımıza görədir. Buxarlanma nə qədər intensiv olsa, temperatur daha sürətli düşür. Burada nəm amilini qeyd etməliyik. Rütubət nə qədər aşağı olarsa, buxarlanma və soyutma nə qədər güclü olarsa.

boz TOMSK, 03.01.2015 10:55

GREY, 03/15/2014 05:30 - davam etdi temperatur haqqında bildiyiniz şey hamısı deyil. Daha bir şey var. Əgər temperaturun fiziki bir modelini düzgün tərtib etsəniz, o zaman artan təzyiq ilə temperaturun artması, artan temperaturla təzyiqin artması kimi diffuziya, ərimə və kristallaşmadan bu cür tərəzilərə qədər olan enerji proseslərini təsvir etmək üçün açar olacaqdır. Günəş enerjisinin fiziki modeli də yuxarıdakılardan aydın olacaq. Qışdayam. . 20013-cü ilin erkən yazında, temperatur modellərinə baxaraq, ümumi bir temperatur modelini yaratdı. Bir neçə aydan sonra temperatur paradoksunu xatırladım və sonra başa düşdüm ki ... temperatur modelim Mpemba paradoksunu da təsvir edir. 2013-cü ilin may - iyun aylarında idi. Bir il gec, lakin daha yaxşıdır. Fiziki modelim bir donma çərçivəsidir və onu irəli və ya geri sürüşdürmək olar və fəaliyyətin hərəkətliliyi, hər şeyin hərəkət etdiyi çox aktivlik var. Mövzunun təkrarlanması ilə 8 sinif məktəbi və 2 illik məktəbim var. 20 il keçdi. Buna görə məşhur elm adamlarının hər hansı bir fiziki modellərini, düsturlarını da aid edə bilmərəm. Buna görə üzr istəyirəm.

Andrey, 11.08.2015 08:52

Ümumiyyətlə, isti suyun soyuq suya nisbətən daha tez dondurulması barədə bir fikrim var. Və izahatlarımda hər şey çox sadədir.Mən istəyirsinizsə, mənə bir e-poçt yazın: [e-poçt qorunur]

Andrey, 11.08.2015 08:58

Üzr istəyirəm, səhv poçt qutusunu verdim, burada düzgün e-poçt var: [e-poçt qorunur]

Viktor, 12/23/2015 10:37

Mənə elə gəlir ki, hər şey daha sadədir, qar yağır, buxarlanır, soyudulur, ördək sərinləşə bilər, çünki daha sürətli və daha sürətli soyuyur, çünki buxarlanır və yüksəlmədən uzaqlaşır, qaz halında su isə maye ilə müqayisədə daha sürətli soyuyur)

Bekjan, 01/28/2016 09:18

Hətta kimsə bu təsiri ilə əlaqəli olan dünyanın bu qanunlarını kəşf etsəydi, burada yazmazdı.Mənim fikrimcə, məşhur sirləri məşhur elmi jurnallarda yayımlayan və özünü şəxsən sübut edə biləcəyi zaman sirlərini İnternet istifadəçilərinə açmaq məntiqli olmazdı. xalqın qarşısında. Beləliklə, burada bu təsir haqqında nə yazılacaq, bütün bunlar ən məntiqli deyil.)))

Alex, 02/22/2016 12:48

salam Eksperimenterlərə Elmin harada ... Ölçmələr deyil, Hesablamalar başladıldığını söyləməkdə haqlısınız. "Təcrübə" - Təsəvvür və Xətti Düşüncədən məhrum olanlar üçün əbədi və əvəzedilməz bir dəlil. Mən hamını incitdim, indi E \u003d mc2 vəziyyətində - hamısını xatırlayırsınız? Soyuq sudan atmosferə uçan molekulların sürəti onlardan su ilə keçirilən enerjinin miqdarını müəyyənləşdirir (soyutma - enerji itkisi). İsti sudan molekulların sürəti daha yüksəkdir və kvadratlar tərəfindən götürülən enerji (qalan su kütləsinin soyutma sürəti) Bütün bunlar, əgər siz uzaqlaşsanız " təcrübə ”və Elmin əsas əsaslarını xatırlat

Vladimir, 04/25/2016 10:53 | Meteo

Antifrizin nadir olduğu o günlərdə, avtomobil parkının qızdırılmamış qarajındakı avtomobilin soyutma sistemindəki su, iş günündən sonra silindr blokunu və ya radiatoru, bəzən hər ikisini birlikdə əritməmək üçün axıdıldı. Səhər isti su töküldü. Şiddətli şaxtada mühərriklər problemsiz başladı. Birtəhər isti suyun olmaması səbəbindən muslukdan su töküldü. Su dərhal dondu. Təcrübə çox baha başa gəldi - ZIL-131-in silindr blokunu və radiatorunu almaq və dəyişdirmək tam olaraq nə qədər başa gəldi. Kim inanmır, qoy yoxlasın. və Mpemba dondurma üzərində təcrübə aparırdı. Dondurmada kristallaşma sudan fərqli olur. Dişlərinizlə bir parça dondurma və bir parça buz parçalamağa çalışın. Çox güman ki, donmadı, əksinə soyutma nəticəsində qalınlaşdı. İsti və ya soyuq olsa da təmiz su 0 * C-də dondurur. Soyuq su tezdir, lakin soyutma üçün isti vaxt lazımdır.

Səyyah, 05.06.2016 12:54 | alex etmək

"c" vakuumda işığın sürəti E \u003d mc ^ 2 - kütlə və enerjinin bərabərliyini ifadə edən bir düsturdur

Albert, 07/27/2016 08:22

Birincisi, bərk maddələrlə bənzətmə (buxarlanma prosesi yoxdur). Bu yaxınlarda lehimli mis su boruları. Proses qaz burnerini lehimin ərimə nöqtəsinə qızdırmaqla baş verir. Birləşmə ilə bir ortaq üçün istilik müddəti təxminən bir dəqiqədir. Kütlə bir oynağı lehimlədim və bir neçə dəqiqədən sonra səhv lehimlədiyimi başa düşdüm. Borunu muftada döndərmək bir az çəkdi. Ocaqla birlikdə isinməyə başladı və təəccüblüdür ki, birləşməni ərimə istiliyinə qədər 3-4 dəqiqə çəkdi. Necə yəni !? Axı, boru hələ də isti olur və görünür ki, onu ərimə nöqtəsinə qədər qızdırmaq üçün daha az enerji tələb olunur, amma hər şey başqa cür oldu. Bir şey qızdırılan bir boru üçün artıq daha yüksək olan istilik keçiriciliyi və iki dəqiqə ərzində qızdırılan və soyuq borular arasındakı sərhəd qovşaqdan çox uzaqlaşmağı bacardı. İndi su haqqında. İsti və yarı qızdırılan bir gəmi anlayışlarından istifadə edəcəyik. İsti bir gəmidə, isti, yüksək hərəkətli hissəciklər və yavaş hərəkət edən, soyuq hissəciklər arasında dar bir hava sərhədi meydana gəlir, bu da sərhəddən mərkəzə nisbətən sürətlə hərəkət edir, çünki bu sərhəddə sürətli hissəciklər enerjisini sərhədin digər tərəfindəki hissəciklər tərəfindən sürətlə verirlər (soyudulur). Xarici soyuq hissəciklərin həcmi daha çox olduğundan istilik enerjisini verən sürətli hissəciklər xarici soyuq hissəcikləri əhəmiyyətli dərəcədə qızdıra bilmirlər. Buna görə isti suyun soyutma prosesi nisbətən tez baş verir. Yarım qızdırılan suyun daha aşağı istilik keçiriciliyi var və yarı qızdırılan və soyuq hissəciklər arasındakı sərhədin eni daha genişdir. Belə geniş bir haşiyənin mərkəzinə keçməsi isti bir gəmi vəziyyətinə nisbətən daha yavaşdır. Nəticədə isti bir gəmi isti olduğundan daha sürətli soyuyur. Düşünürəm ki, müxtəlif temperaturlu suyun soyutma prosesinin dinamikasını gəminin ortasından kənarına qədər bir neçə temperatur sensoru yerləşdirərək izləməliyik.

Maks, 11/19/2016 05:07

Yoxlanılır: soyuqda Yamalda isti su olan bir boru dondurur və onu istiləşdirmək lazımdır, amma soyuq deyil!

Artem, 12.09.2016 01:25

Çətindir, amma düşünürəm ki, soyuq su isti sudan daha sıx, qaynar sudan da yaxşıdır, sonra soyutma sürətlənir, yəni. isti su soyuq temperatura çatır və onu aşır və isti suyun yuxarıda göstərildiyi kimi aşağıdan və yuxarıdan dondurulmadığını nəzərə alsaq, bu prosesi bir qədər sürətləndirir!

Alexander Sergeev, 21.08.2017 10:52

Belə bir təsiri yoxdur. Təəssüf ki. 2016-cı ildə Təbiətdəki mövzu ilə bağlı ətraflı bir məqalə dərc edildi: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Təcrübələr dəqiq aparıldıqda (isti və soyuq suyun nümunələri temperaturdan başqa hər şeydə eyni olarsa) təsir göstərilmir .

Zavlab, 08/22/2017 05:31

Viktor, 10.27.2017 03:52

"Həqiqətəndir." - məktəbdə istilik qabiliyyətinin və enerjiyə qənaət qanununun nə olduğunu başa düşmədim. Yoxlamaq asandır - bunun üçün bizə lazımdır: arzu, baş, əllər, su, soyuducu və zəngli saat. Buz meydançaları, mütəxəssislərin yazdıqları kimi, soyuq su ilə dondurulur (tökülür) və isti - hətta buz da kəsilir. Yuyucu su anbarında su deyil, dondurmayan maye tökmək lazımdır. Hər halda, su donduracaq, soyuq - daha sürətli.

İrina, 01/23/2018 10:58

aristotel dövründən bəri dünyanın hər yerindən olan elm adamları bu paradoksla mübarizə aparır və Viktor, Zavlab və Sergeyev ən ağıllı olduğu ortaya çıxdı.

Denis, 02/01/2018 08:51

Hər şey məqalədə düzgün yazılmışdır. Ancaq səbəb bir qədər fərqlidir. Qaynar zaman içərisində həll olunan hava sudan buxarlanır, buna görə qaynar su soyuduqca nəticədə sıxlığı eyni temperaturda olan xam suya nisbətən daha az olacaqdır. Fərqli sıxlıqdan başqa fərqli istilik keçiriciliyinin başqa səbəbləri yoxdur.

Zavlab, 03/01/2018 08:58 | Zavlab

Irina :), "bütün dünyanın alimləri" bu "paradoks" üzərində mübarizə aparmırlar, əsl elm adamları üçün bu "paradoks" deyildir - bu çox yaxşı tanınan şəraitdə asanlıqla təsdiqlənir. "Paradoks" afrika uşağı Mpemba'nın dönməz təcrübələri səbəbiylə meydana çıxdı və oxşar "elm adamları" tərəfindən şişirildi :)

Bu yazıda isti suyun niyə soyuq sudan daha sürətli dondurulacağını nəzərdən keçirəcəyik.

Qızdırılmış su soyuqdan daha sürətli dondurur! Elm adamlarının indiyə qədər tapa bilmədiyi bu heyrətamiz su xüsusiyyəti qədim dövrlərdən bəri bilinir. Məsələn, Aristotel qış balıq ovu ilə əlaqədar bir təsvir də tapdı: balıqçılar balıq ovu çubuqlarını buzun dəliklərinə yerləşdirdilər və daha sürətli donmaları üçün isti suya buz tökdülər. Bu fenomenin adı XX əsrin 60-cı illərində Erasto Mpemba adlandırıldı. Dondurma hazırlayarkən qəribə bir təsiri görən Mnemba, fizika müəllimi, doktor Denis Osbourne üçün izahat istədi. Mpemba və Doktor Osborne fərqli temperaturlu su ilə təcrübə etdilər və nəticəyə gəldilər: demək olar ki, qaynar su otaq temperaturunda sudan daha sürətli dondurulmağa başlayır. Digər elm adamları öz təcrübələrini apardılar və hər dəfə oxşar nəticələr aldılar.

Fiziki izahat

Bunun niyə baş verdiyini izah edən ümumdünya izahı yoxdur. Bir çox tədqiqatçı, suyun temperaturu donmadan aşağı düşdükdə meydana gələn bir mayenin supercooling ilə əlaqəli olduğunu düşünür. Başqa sözlə, su 0 ° C-dən aşağı bir temperaturda dondurursa, o zaman supercooled su bir temperatur ola bilər, məsələn, -2 ° C və buz halına çevrilmədən yenə də maye qalır. Soyuq suyu dondurmağa çalışdığımızda ilk əvvəl soyumaq və yalnız bir müddət sonra sərtləşmə şansı var. Qızdırılmış suda digər proseslər baş verir. Onun daha sürətli buza çevrilməsi konveksiya ilə əlaqədardır.

Konveksiya  - Bu, mayenin isti alt təbəqələrinin qalxdığı və yuxarı, soyudulmuş, daha aşağı olduğu fiziki bir hadisədir.

21.11.2017 11.10.2018 Alexander Firtsev

« Hansı su daha sürətli soyuq və ya isti dondurur?"- dostlarınıza bir sual verməyə çalışın, əksəriyyəti, çox güman ki, soyuq suyun daha sürətli dondurulacağına cavab verir və səhv edir.

Əslində, eyni formalı və həcmli iki damar eyni anda dondurucuya qoyulursa, onlardan biri soyuq su, digəri isti olur, onda isti su daha sürətli dondurulur.

Belə bir ifadə absurd və əsassız görünə bilər. Əgər məntiqə əməl edirsinizsə, onda isti su əvvəlcə soyuqların istiliyinə qədər soyumalı və bu zaman soyuqlar artıq buz halına çevrilməlidir.

Bəs niyə isti su donma yolunda soyuq suyu üstələyir? Bunu anlamağa çalışaq.

Müşahidələr və tədqiqatlar tarixi

İnsanlar qədim dövrlərdən bəri paradoksal bir təsiri müşahidə etdilər, lakin heç kim buna xüsusi əhəmiyyət vermədi. Beləliklə, Arrestotle, Rene Dekart və Francis Bacon da qeydlərində soyuq və isti suyun dondurma sürətinə uyğun gəlmədiklərini qeyd etdilər. Qeyri-adi bir fenomen tez-tez gündəlik həyatda özünü göstərirdi.

Uzun müddətdir ki, fenomen heç bir şəkildə öyrənilmədi və elm adamları arasında xüsusi marağa səbəb olmadı.

Qeyri-adi təsirin tədqiqi, 1963-cü ildə Tanzaniyadan olan bir araşdırmaçı tələbə Erasto Mpemba, dondurma üçün isti südün soyuqdan daha sürətli dondurduğunu görəndə başladı. Qeyri-adi təsirin səbəbləri barədə izahat alacağına ümid edən gənc məktəbdəki fizika müəlliminə bir sual verdi. Ancaq müəllim yalnız ona güldü.

Sonralar Mpemba sınağı təkrarladı, lakin təcrübəsində süddən deyil, sudan istifadə etdi və paradoksal təsiri yenidən təkrarlandı.

6 il sonra - 1969-cu ildə Mpemba bu sualı məktəbinə gələn fizika professoru Dennis Osbourne-yə verdi. Professorlar gənc kişini müşahidə etməkdə maraqlı idilər, nəticədə təsirin mövcudluğunu təsdiqləyən bir təcrübə aparıldı, lakin bu fenomenin səbəbləri müəyyən edilmədi.

O vaxtdan bəri fenomen deyildi mpemba effekti.

Elmi müşahidələrin bütün tarixi ərzində fenomenin səbəbləri ilə bağlı bir çox fərziyyə irəli sürüldü.

Beləliklə, 2012-ci ildə İngiltərə Kral Kimyəvi Cəmiyyəti Mpemba effektini izah edən fərziyyələr müsabiqəsi elan edəcəkdi. Müsabiqədə dünyanın hər yerindən alimlər iştirak etmiş, cəmi 22 min elmi sənəd qeydiyyata alınmışdır. Bu qədər təsirli məqaləyə baxmayaraq, heç biri Mpemba paradoksuna aydınlıq gətirmədi.

Ən çox yayılmış versiya buna görə isti su daha sürətli dondurur, çünki o, daha sürətli buxarlanır, həcmi daha da azalır və həcm azaldıqca soyutma sürəti artır. Ən çox yayılmış versiya buxarlanmağın xaric olduğu bir eksperiment aparıldığı üçün nəticədə təkzib edildi və təsiri yenə təsdiqləndi.

Digər alimlər Mpemba effektinin səbəbinin suda həll olunan qazların buxarlanması olduğunu düşünürdülər. Onların fikrincə, istiləşmə zamanı suda həll olunan qazlar buxarlanır, buna görə soyuqdan daha yüksək bir sıxlıq qazanır. Bildiyiniz kimi, sıxlığın artması suyun fiziki xüsusiyyətlərinin dəyişməsinə (istilik keçiriciliyinin artması) və dolayısı ilə soyutma dərəcəsinin artmasına səbəb olur.

Bundan əlavə, temperaturdan asılı olaraq suyun dövran sürətini izah edən bir sıra fərziyyələr irəli sürüldü. Bir çox tədqiqat, mayenin yerləşdiyi qabların materialları arasında əlaqə yaratmağa çalışdı. Bir çox nəzəriyyə çox məqbul görünürdü, lakin ilkin məlumatların olmaması və digər təcrübələrdəki ziddiyyətlər və ya müəyyən edilmiş amillərin sadəcə suyun soyutma dərəcəsi ilə müqayisə olunmadığı üçün elmi təsdiqlənə bilmədi. Bəzi elm adamları əsərlərində təsirin mövcudluğunu şübhə altına aldılar.

2013-cü ildə Sinqapurdakı Nanyang Texnologiya Universitetinin tədqiqatçıları Mpemba effektinin sirrini həll etdiklərini söylədilər. Araşdırmalarına görə, fenomenin səbəbi, soyuq və isti suyun molekulları arasındakı hidrogen bağlarında saxlanan enerjinin miqdarının əhəmiyyətli dərəcədə fərqli olmasıdır.

Kompüter simulyasiya üsulları aşağıdakı nəticələr göstərdi: suyun istiliyi nə qədər yüksək olsa, itələyici qüvvələrin artması səbəbindən molekullar arasındakı məsafə daha yüksəkdir. Nəticə etibarilə molekulların hidrogen bağları uzanır, daha çox enerji saxlayır. Soyuduqdan sonra molekullar hidrogen bağlarından enerji buraxaraq bir-birlərinə yaxınlaşmağa başlayırlar. Bu vəziyyətdə enerjinin geri qaytarılması temperaturun azalması ilə müşayiət olunur.

2017-ci ilin oktyabr ayında İspan fizikləri başqa bir araşdırma zamanı təsirin formalaşmasında böyük rol oynayan maddənin tarazlıqdan (güclü soyumadan əvvəl güclü istiləşmə) çıxarılmasını tapdılar. Təsirin təzahürü ehtimalının maksimum olduğu şərtləri təyin etdilər. Bundan əlavə, İspaniyadan olan elm adamları Mpemba'nın tərs təsirinin mövcudluğunu təsdiqlədilər. Qızdırıldıqda soyuq bir nümunənin isti birdən daha yüksək bir temperatura çata biləcəyini tapdılar.

Hərtərəfli məlumatlara və çoxsaylı təcrübələrə baxmayaraq, elm adamları təsiri öyrənməyə davam etmək niyyətindədirlər.

Real həyatda Mpemba effekti

Qışda rink niyə isti su ilə doldurulduğunu və soyuq olmadığını düşündünüzmü? Artıq başa düşdüyünüz kimi bunu edirlər, çünki isti su ilə doldurulmuş buz meydançası soyuqla doldurulandan daha sürətli dondurulacaq. Eyni səbəbdən, qış buz şəhərlərində slaydlar isti su ilə tökülür.

Beləliklə, fenomenin mövcudluğu haqqında bilik insanlara qış idman növləri üçün saytlar hazırlamaqda vaxt qazanmağa imkan verir.

Bundan əlavə, Mpemba effekti bəzən sənayedə istifadə olunur - tərkibində su olan məhsulların, maddələrin və materialların donma müddətini azaltmaq üçün.