Air adalah salah satu cecair yang paling menakjubkan di dunia, yang mempunyai sifat yang luar biasa. Sebagai contoh, ais - keadaan pepejal cecair, mempunyai graviti tentu lebih rendah daripada air itu sendiri, yang menjadikan kemunculan dan perkembangan kehidupan di Bumi dalam banyak cara mungkin. Di samping itu, dalam hampir saintifik, dan sememangnya dunia saintifik, terdapat perbincangan tentang air yang membeku lebih cepat - panas atau sejuk. Sesiapa yang membuktikan lebih cepat membekukan cecair panas dalam keadaan tertentu dan secara saintifik mengesahkan keputusannya akan menerima anugerah £1,000 daripada British Royal Society of Chemists.

Latar belakang

Hakikat bahawa, dalam beberapa keadaan, air panas mendahului air sejuk dari segi kadar pembekuan, telah diperhatikan pada Zaman Pertengahan. Francis Bacon dan René Descartes telah meletakkan banyak usaha untuk menjelaskan fenomena ini. Walau bagaimanapun, dari sudut pandangan kejuruteraan haba klasik, paradoks ini tidak dapat dijelaskan, dan mereka cuba menutupnya dengan malu-malu. Dorongan untuk meneruskan pertikaian itu adalah kisah yang agak ingin tahu yang berlaku kepada budak sekolah Tanzania Erasto Mpemba (Erasto Mpemba) pada tahun 1963. Pernah, semasa pelajaran membuat pencuci mulut di sekolah memasak, seorang budak lelaki, yang terganggu oleh perkara lain, tidak sempat menyejukkan campuran aiskrim tepat pada masanya dan meletakkan larutan gula dalam susu panas ke dalam peti sejuk. Yang mengejutkannya, produk itu menyejuk agak cepat daripada rakan pengamalnya yang memerhatikan rejim suhu untuk membuat ais krim.

Cuba memahami intipati fenomena itu, budak lelaki itu berpaling kepada seorang guru fizik, yang, tanpa membincangkan secara terperinci, mengejek eksperimen masakannya. Walau bagaimanapun, Erasto dibezakan oleh ketekunan yang dicemburui dan meneruskan eksperimennya bukan lagi pada susu, tetapi pada air. Dia memastikan bahawa dalam beberapa kes air panas membeku lebih cepat daripada air sejuk.

Memasuki Universiti Dar es Salaam, Erasto Mpembe menghadiri kuliah oleh Profesor Dennis G. Osborne. Selepas tamat pengajian, pelajar itu membingungkan saintis itu dengan masalah kadar pembekuan air bergantung pada suhunya. D.G. Osborne mengejek soalan yang dikemukakan itu, dengan penuh percaya diri bahawa sesiapa yang kalah tahu bahawa air sejuk akan membeku lebih cepat. Namun, kecekalan semula jadi lelaki muda itu membuatkan dirinya terasa. Dia membuat pertaruhan dengan profesor, menawarkan untuk menjalankan ujian eksperimen di sini, di makmal. Erasto meletakkan dua bekas air di dalam peti sejuk, satu pada 95°F (35°C) dan satu lagi pada 212°F (100°C). Alangkah terkejutnya profesor dan "peminat" sekeliling apabila air di dalam bekas kedua lebih cepat membeku. Sejak itu, fenomena ini telah dipanggil "Paradoks Mpemba".

Walau bagaimanapun, sehingga kini tiada hipotesis teori yang koheren menjelaskan "Paradoks Mpemba". Tidak jelas apakah faktor luaran, komposisi kimia air, kehadiran gas dan mineral terlarut di dalamnya, mempengaruhi kadar pembekuan cecair pada suhu yang berbeza. Paradoks "Kesan Mpemba" ialah ia bercanggah dengan salah satu undang-undang yang ditemui oleh I. Newton, yang menyatakan bahawa masa penyejukan air adalah berkadar terus dengan perbezaan suhu antara cecair dan persekitaran. Dan jika semua cecair lain tertakluk sepenuhnya kepada undang-undang ini, maka air dalam beberapa kes adalah pengecualian.

Mengapa air panas membeku lebih cepat?T

Terdapat beberapa versi mengapa air panas membeku lebih cepat daripada air sejuk. Yang utama ialah:

• air panas menyejat lebih cepat, manakala jumlahnya berkurangan, dan jumlah cecair yang lebih kecil menyejuk lebih cepat - apabila air disejukkan dari + 100 ° C hingga 0 ° C, kehilangan volum pada tekanan atmosfera mencapai 15%;
• keamatan pertukaran haba antara cecair dan persekitaran adalah lebih tinggi, lebih besar perbezaan suhu, jadi kehilangan haba air mendidih melepasi lebih cepat;
• apabila air panas menyejuk, kerak ais terbentuk di permukaannya, yang menghalang cecair daripada membeku dan menguap sepenuhnya;
• pada suhu air yang tinggi, pencampuran perolakannya berlaku, mengurangkan masa pembekuan;
• gas terlarut dalam air merendahkan takat beku, mengambil tenaga untuk pembentukan kristal - tiada gas terlarut dalam air panas.

Semua syarat ini telah tertakluk kepada pengesahan percubaan berulang. Khususnya, saintis Jerman David Auerbach mendapati bahawa suhu penghabluran air panas sedikit lebih tinggi daripada air sejuk, yang memungkinkan untuk membekukan bekas dengan lebih cepat. Walau bagaimanapun, kemudian eksperimennya telah dikritik dan ramai saintis yakin bahawa "Kesan Mpemba" tentang air yang membeku lebih cepat - panas atau sejuk, hanya boleh dihasilkan semula dalam keadaan tertentu, yang tidak pernah dicari dan dikonkritkan setakat ini.

Halo, pencinta fakta menarik yang dikasihi. Hari ini kita akan bercakap tentang. Tetapi saya fikir soalan yang dikemukakan dalam tajuk itu mungkin kelihatan tidak masuk akal - tetapi adakah perlu untuk mempercayai sepenuhnya "akal sehat" yang terkenal, dan tidak menetapkan pengalaman ujian secara ketat. Mari cuba fikirkan mengapa air panas membeku lebih cepat daripada air sejuk?

Rujukan sejarah

Bahawa dalam isu pembekuan air sejuk dan panas "tidak semuanya tulen" disebutkan dalam karya Aristotle, maka nota serupa dibuat oleh F. Bacon, R. Descartes dan J. Black. Dalam sejarah baru-baru ini, nama "Mpemba paradox" telah dilampirkan pada kesan ini - selepas nama seorang budak sekolah dari Tanganyika, Erasto Mpemba, yang bertanya soalan yang sama kepada seorang profesor fizik pelawat.

Soalan budak lelaki itu timbul bukan dari awal, tetapi dari pemerhatian peribadi semata-mata proses penyejukan campuran aiskrim di dapur. Sudah tentu, rakan sekelas yang hadir di sana, bersama dengan guru sekolah, mentertawakan Mpemba - namun, selepas pemeriksaan eksperimen secara peribadi oleh Profesor D. Osborne, keinginan untuk mengejek Erasto "melenyap" daripada mereka. Lebih-lebih lagi, Mpemba, bersama-sama dengan profesor, menerbitkan penerangan terperinci tentang kesan ini pada tahun 1969 dalam Pendidikan Fizik - dan sejak itu nama di atas telah ditetapkan dalam kesusasteraan saintifik.

Apakah intipati fenomena itu?

Persediaan eksperimen agak mudah: perkara lain adalah sama, bekas berdinding nipis yang serupa diuji, di mana terdapat jumlah air yang sama, hanya berbeza dalam suhu. Kapal-kapal itu dimuatkan ke dalam peti sejuk, selepas itu masa direkodkan sebelum pembentukan ais di setiap daripadanya. Paradoksnya ialah dalam bekas dengan cecair yang pada mulanya lebih panas, ini berlaku lebih cepat.

Bagaimanakah fizik moden menerangkan perkara ini?

Paradoks tidak mempunyai penjelasan universal, kerana beberapa proses selari berjalan bersama-sama, sumbangannya mungkin berbeza daripada keadaan awal tertentu - tetapi dengan hasil yang seragam:

• keupayaan cecair untuk supercool - pada mulanya air sejuk lebih terdedah kepada hipotermia, i.e. kekal cair apabila suhunya sudah di bawah takat beku
• penyejukan dipercepatkan - wap dari air panas diubah menjadi mikrokristal ais, yang, apabila jatuh ke belakang, mempercepatkan proses, berfungsi sebagai "penukar haba luaran" tambahan
• kesan pengasingan - tidak seperti air panas, air sejuk membeku dari atas, yang membawa kepada penurunan pemindahan haba secara perolakan dan sinaran

Terdapat beberapa penjelasan lain (kali terakhir pertandingan untuk hipotesis terbaik diadakan oleh British Royal Society of Chemistry baru-baru ini, pada tahun 2012) - tetapi masih tiada teori yang jelas untuk semua kes gabungan keadaan input ...

Ini benar, walaupun kedengarannya luar biasa, kerana dalam proses pembekuan, air yang dipanaskan mesti melepasi suhu air sejuk. Sementara itu, kesan ini digunakan secara meluas.Sebagai contoh, gelanggang ais dan gelongsor diisi dengan air panas dan bukannya air sejuk pada musim sejuk. Pakar menasihatkan pemandu untuk menuangkan air sejuk berbanding air panas ke dalam takungan mesin basuh pada musim sejuk. Paradoks itu dikenali di seluruh dunia sebagai "Kesan Mpemba".

Fenomena ini pernah disebut oleh Aristotle, Francis Bacon dan Rene Descartes, tetapi hanya pada tahun 1963 profesor fizik memberi perhatian kepadanya dan cuba menyiasatnya. Semuanya bermula apabila budak sekolah Tanzania Erasto Mpemba menyedari bahawa susu manis yang digunakannya untuk membuat aiskrim lebih cepat memejal jika dipanaskan dan mencadangkan air panas membeku lebih cepat daripada air sejuk. Dia berpaling kepada guru fizik untuk mendapatkan penjelasan, tetapi dia hanya mentertawakan pelajar itu, berkata berikut: "Ini bukan fizik dunia, tetapi fizik Mpemba."

Nasib baik, Dennis Osborn, seorang profesor fizik dari Universiti Dar es Salaam, melawat sekolah itu suatu hari. Dan Mpemba menoleh kepadanya dengan soalan yang sama. Profesor itu kurang skeptikal, berkata bahawa dia tidak dapat menilai apa yang tidak pernah dilihatnya, dan apabila pulang ke rumah meminta kakitangan menjalankan eksperimen yang sesuai. Nampaknya mereka mengesahkan kata-kata budak itu. Walau apa pun, pada tahun 1969, Osborne bercakap tentang bekerja dengan Mpemba dalam majalah "Eng. FizikPendidikan". Pada tahun yang sama, George Kell dari Majlis Penyelidikan Kebangsaan Kanada menerbitkan artikel yang menerangkan fenomena itu dalam bahasa Inggeris. AmerikaJurnaldaripadaFizik».

Terdapat beberapa kemungkinan penjelasan untuk paradoks ini:

• Air panas menyejat lebih cepat, dengan itu mengurangkan isipadunya, dan isipadu air yang lebih kecil dengan suhu yang sama membeku lebih cepat. Dalam bekas kedap udara, air sejuk harus membeku lebih cepat.
• Kehadiran lapisan salji. Bekas air panas mencairkan salji di bawahnya, dengan itu meningkatkan sentuhan haba dengan permukaan penyejuk. Air sejuk tidak mencairkan salji di bawahnya. Tanpa lapisan salji, bekas air sejuk harus membeku lebih cepat.
• Air sejuk mula membeku dari atas, dengan itu memburukkan lagi proses sinaran haba dan perolakan, dan seterusnya kehilangan haba, manakala air panas mula membeku dari bawah. Dengan pengadukan mekanikal tambahan air di dalam bekas, air sejuk harus membeku lebih cepat.
• Kehadiran pusat penghabluran dalam air sejuk - bahan terlarut di dalamnya. Dengan sebilangan kecil pusat sedemikian dalam air sejuk, perubahan air menjadi ais adalah sukar, malah penyejukan supernya boleh dilakukan apabila ia kekal dalam keadaan cair, mempunyai suhu sub-sifar.

Penjelasan lain telah diterbitkan baru-baru ini. Dr. Jonathan Katz dari Universiti Washington menyiasat fenomena ini dan membuat kesimpulan bahawa bahan terlarut dalam air memainkan peranan penting di dalamnya, yang memendakan apabila dipanaskan.
Dengan bahan terlarut, Dr. Katz bermaksud kalsium dan magnesium bikarbonat yang terdapat dalam air keras. Apabila air dipanaskan, bahan-bahan ini mendakan, air menjadi "lembut". Air yang tidak pernah dipanaskan mengandungi kekotoran ini dan "keras". Apabila ia membeku dan hablur ais terbentuk, kepekatan bendasing dalam air meningkat 50 kali ganda. Ini merendahkan takat beku air.

Penjelasan ini nampaknya tidak meyakinkan saya, kerana. kita tidak boleh lupa bahawa kesannya ditemui dalam eksperimen dengan ais krim, dan bukan dengan air keras. Kemungkinan besar, punca fenomena adalah termofizik, dan bukan kimia.

Setakat ini, tiada penjelasan yang jelas tentang paradoks Mpemba telah diterima. Saya mesti mengatakan bahawa sesetengah saintis tidak menganggap paradoks ini patut diberi perhatian. Walau bagaimanapun, sangat menarik bahawa seorang budak sekolah yang sederhana telah mencapai pengiktirafan kesan fizikal dan mendapat populariti kerana rasa ingin tahu dan ketabahannya.

Ditambah pada Februari 2014

Nota itu ditulis pada tahun 2011. Sejak itu, kajian baru tentang kesan Mpemba dan percubaan baru untuk menjelaskannya telah muncul. Jadi, pada tahun 2012, Royal Society of Chemistry of Great Britain mengumumkan pertandingan antarabangsa untuk membongkar misteri saintifik "The Mpemba Effect" dengan dana hadiah sebanyak 1000 paun. Tarikh akhir ditetapkan pada 30 Julai 2012. Pemenangnya ialah Nikola Bregovik dari makmal Universiti Zagreb. Dia menerbitkan karyanya, di mana dia menganalisis percubaan sebelumnya untuk menjelaskan fenomena ini dan sampai pada kesimpulan bahawa mereka tidak meyakinkan. Model yang dicadangkannya adalah berdasarkan sifat asas air. Mereka yang berminat boleh mendapatkan pekerjaan di http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Penyelidikan tidak berakhir di sana. Pada tahun 2013, ahli fizik dari Singapura secara teorinya membuktikan punca kesan Mepemba. Kerja itu boleh didapati di http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Artikel berkaitan di laman web:

Artikel lain bahagian

Komen:

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:14

Mengapa air panas menyejat lebih cepat? Para saintis telah membuktikan secara praktikal bahawa segelas air panas membeku lebih cepat daripada air sejuk. Para saintis tidak dapat menjelaskan fenomena ini kerana mereka tidak memahami intipati fenomena: panas dan sejuk! Haba dan sejuk adalah sensasi fizikal yang disebabkan oleh interaksi zarah Jirim, dalam bentuk pemampatan balas gelombang magnet yang bergerak dari sisi ruang dan dari pusat bumi. Oleh itu, lebih besar beza potensi voltan magnet ini, lebih cepat pertukaran tenaga dilakukan dengan kaedah penembusan balas satu gelombang ke gelombang lain. Iaitu, melalui penyebaran! Sebagai tindak balas kepada artikel saya, seorang lawan menulis: 1) “..Air panas menyejat LEBIH CEPAT, akibatnya kurang daripadanya, jadi ia lebih cepat membeku” Soalan! Apakah tenaga yang menyebabkan air menyejat lebih cepat? 2) Dalam artikel saya, kita bercakap tentang gelas, dan bukan tentang palung kayu, yang pihak lawan sebut sebagai hujah balas. Apa yang tidak betul! Saya menjawab soalan: "ATAS SEBAB APA SEJAKAN AIR DI ALAM SEMULAJADI?" Gelombang magnetik, yang sentiasa bergerak dari pusat bumi ke angkasa, mengatasi tekanan balas gelombang mampatan magnet (yang sentiasa bergerak dari angkasa ke pusat bumi), pada masa yang sama, menyembur zarah air, sejak bergerak ke angkasa. , mereka meningkat dalam jumlah. Iaitu, kembangkan! Dalam kes mengatasi gelombang magnet pemampatan, wap air ini dimampatkan (terkondensasi) dan di bawah pengaruh daya mampatan magnet ini, air kembali ke tanah dalam bentuk kerpasan! Ikhlas! Alexey Mishnev. 6 Oktober 2012.

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:19

Apakah suhu. Suhu ialah tahap tegasan elektromagnet gelombang magnetik dengan tenaga pemampatan dan pengembangan. Dalam kes keadaan keseimbangan tenaga ini, suhu badan atau bahan berada dalam keadaan stabil. Jika keadaan keseimbangan tenaga ini terganggu, ke arah tenaga pengembangan, jasad atau bahan bertambah dalam isipadu ruang. Sekiranya melebihi tenaga gelombang magnet ke arah pemampatan, badan atau bahan berkurangan dalam isipadu ruang. Tahap tegasan elektromagnet ditentukan oleh tahap pengembangan atau pengecutan badan rujukan. Alexey Mishnev.

Moiseeva Natalia, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

Alexey, anda bercakap tentang beberapa artikel yang menggariskan pemikiran anda tentang konsep suhu. Tetapi tiada siapa yang membacanya. Tolong berikan saya pautan. Secara umum, pandangan anda tentang fizik adalah sangat pelik. Saya tidak pernah mendengar tentang "pengembangan elektromagnet badan rujukan".

Yuri Kuznetsov, 04.12.2012 12:32

Hipotesis dicadangkan bahawa ini adalah kerja resonans antara molekul dan daya tarikan ponderomotif antara molekul yang dihasilkan olehnya. Dalam air sejuk, molekul bergerak dan bergetar secara rawak, dengan frekuensi yang berbeza. Apabila air dipanaskan, dengan peningkatan dalam frekuensi ayunan, julatnya mengecil (perbezaan frekuensi dari air panas cecair ke titik pengewapan berkurangan), frekuensi ayunan molekul mendekati satu sama lain, akibatnya resonans berlaku. antara molekul. Apabila disejukkan, resonans ini sebahagiannya dipelihara, ia tidak padam serta-merta. Cuba tekan salah satu daripada dua tali gitar yang berada dalam resonans. Sekarang lepaskan - rentetan akan mula bergetar semula, resonans akan memulihkan getarannya. Jadi dalam air beku, molekul sejuk luar cuba kehilangan amplitud dan kekerapan ayunan, tetapi molekul "hangat" di dalam kapal "menarik" ayunan kembali, bertindak sebagai penggetar, dan molekul luar bertindak sebagai resonator. Ia adalah antara penggetar dan resonator bahawa tarikan ponderomotive* timbul. Apabila daya ponderomotive menjadi lebih besar daripada daya yang disebabkan oleh tenaga kinetik molekul (yang bukan sahaja bergetar, tetapi juga bergerak secara linear), penghabluran dipercepatkan berlaku - "Kesan Mpemba". Sambungan ponderomotive sangat tidak stabil, kesan Mpemba sangat bergantung pada semua faktor yang disertakan: isipadu air yang akan dibekukan, sifat pemanasannya, keadaan beku, suhu, perolakan, keadaan pertukaran haba, ketepuan gas, getaran unit penyejukan , pengudaraan, kekotoran, penyejatan, dsb. Mungkin juga dari pencahayaan... Oleh itu, kesannya mempunyai banyak penjelasan dan kadangkala sukar untuk dihasilkan semula. Atas sebab "resonans" yang sama, air masak mendidih lebih cepat daripada air tidak mendidih - resonans untuk beberapa lama selepas mendidih mengekalkan keamatan getaran molekul air (kehilangan tenaga semasa penyejukan terutamanya disebabkan oleh kehilangan tenaga kinetik pergerakan linear molekul ). Dengan pemanasan yang sengit, molekul penggetar menukar peranan dengan molekul resonator berbanding dengan pembekuan - kekerapan penggetar adalah kurang daripada frekuensi resonator, yang bermaksud bahawa tidak ada tarikan antara molekul, tetapi tolakan, yang mempercepatkan peralihan kepada yang lain. keadaan pengagregatan (pasangan).

Vlad, 11.12.2012 03:42

Pecah otak saya...

Anton, 04.02.2013 02:02

1. Adakah tarikan ponderomotive ini sangat hebat sehingga menjejaskan proses pemindahan haba? 2. Adakah ini bermakna apabila semua jasad dipanaskan pada suhu tertentu, zarah strukturnya memasuki resonans? 3. Mengapakah resonans ini hilang apabila disejukkan? 4. Adakah ini tekaan anda? Jika ada sumber, sila nyatakan. 5. Menurut teori ini, bentuk kapal akan memainkan peranan penting, dan jika ia nipis dan rata, maka perbezaan masa pembekuan tidak akan besar, i.e. anda boleh menyemaknya.

Gudrat, 11.03.2013 10:12 | METAK

Air sejuk sudah mempunyai atom nitrogen dan jarak antara molekul air lebih dekat berbanding air panas. Iaitu, kesimpulannya: Air panas menyerap atom nitrogen lebih cepat dan pada masa yang sama ia cepat membeku daripada air sejuk - ini setanding dengan pengerasan besi, kerana air panas bertukar menjadi ais dan besi panas mengeras apabila penyejukan pantas!

Vladimir , 13/03/2013 06:50

atau mungkin ini: ketumpatan air panas dan ais adalah kurang daripada ketumpatan air sejuk, dan oleh itu air tidak perlu menukar ketumpatannya, kehilangan sedikit masa pada ini dan ia membeku.

Alexey Mishnev , 21/03/2013 11:50 pagi

Sebelum bercakap tentang resonans, tarikan dan getaran zarah, adalah perlu untuk memahami dan menjawab soalan: Apakah daya yang membuat zarah bergetar? Oleh kerana, tanpa tenaga kinetik, tidak boleh ada pemampatan. Tanpa pemampatan, tidak akan ada pengembangan. Tanpa pengembangan, tidak akan ada tenaga kinetik! Apabila anda mula bercakap tentang resonans rentetan, anda mula-mula berusaha untuk membuat salah satu rentetan ini mula bergetar! Apabila bercakap tentang tarikan, anda mesti pertama sekali menunjukkan daya yang membuatkan badan ini menarik! Saya mengesahkan bahawa semua jasad dimampatkan oleh tenaga elektromagnet atmosfera dan yang memampatkan semua jasad, bahan dan zarah asas dengan daya 1.33 kg. bukan per cm2, tetapi setiap zarah asas. Oleh kerana tekanan atmosfera tidak boleh selektif! Jangan keliru dengan jumlah daya!

Dodik , 31/05/2013 02:59

Nampaknya anda telah melupakan satu kebenaran - "Sains bermula di mana pengukuran bermula." Apakah suhu air "panas" itu? Apakah suhu air "sejuk"? Artikel itu tidak mengatakan apa-apa tentangnya. Daripada ini kita boleh membuat kesimpulan - keseluruhan artikel adalah omong kosong!

Grigory, 06/04/2013 12:17

Dodik, sebelum mengarut sesuatu artikel, mesti berfikir untuk belajar, sekurang-kurangnya sedikit. Dan bukan sekadar mengukur.

Dmitry, 24/12/2013 10:57 PG

Molekul air panas bergerak lebih cepat daripada air sejuk, kerana ini terdapat hubungan yang lebih rapat dengan alam sekitar, mereka seolah-olah menyerap semua sejuk, dengan cepat melambatkan.

Ivan, 10.01.2014 05:53

Adalah mengejutkan bahawa artikel tanpa nama seperti itu muncul di laman web ini. Artikel itu sama sekali tidak saintifik. Kedua-dua pengarang dan pengulas bersaing antara satu sama lain untuk mencari penjelasan tentang fenomena itu, tidak peduli untuk mengetahui sama ada fenomena itu diperhatikan sama sekali, dan jika ia diperhatikan, maka dalam keadaan apa. Lebih-lebih lagi, tidak ada persetujuan tentang apa yang sebenarnya kita perhatikan! Oleh itu, pengarang menegaskan keperluan untuk menjelaskan kesan pembekuan ais krim panas yang cepat, walaupun dari keseluruhan teks (dan perkataan "kesan itu ditemui dalam eksperimen dengan ais krim") ia mengikuti bahawa dia sendiri tidak menetapkan sedemikian eksperimen. Daripada varian "penjelasan" fenomena yang disenaraikan dalam artikel, dapat dilihat bahawa eksperimen yang sama sekali berbeza diterangkan, ditubuhkan di bawah keadaan yang berbeza dengan larutan akueus yang berbeza. Kedua-dua intipati penjelasan dan mood subjungtif di dalamnya mencadangkan bahawa walaupun pengesahan asas idea yang dinyatakan tidak dijalankan. Seseorang secara tidak sengaja mendengar cerita yang ingin tahu dan secara santai menyatakan kesimpulan spekulatifnya. Maaf, tetapi ini bukan kajian saintifik fizikal, tetapi perbualan dalam bilik merokok.

Ivan , 10/01/2014 06:10

Mengenai komen dalam artikel tentang mengisi penggelek dengan air panas dan takungan mesin basuh sejuk. Semuanya mudah dari sudut fizik asas. Gelanggang luncur dipenuhi air panas hanya kerana ia membeku dengan lebih perlahan. Gelanggang mestilah rata dan licin. Cuba isi dengan air sejuk - anda akan mendapat benjolan dan "kemasukan", kerana. air akan _cepat_ membeku tanpa sempat merebak dalam lapisan yang seragam. Dan yang panas akan mempunyai masa untuk merebak dalam lapisan yang sama, dan ia akan mencairkan bonggol ais dan salji yang sedia ada. Dengan mesin basuh, ia juga tidak sukar: tidak ada gunanya menuangkan air bersih dalam fros - ia membeku pada kaca (walaupun panas); dan cecair tidak membeku panas boleh menyebabkan kaca sejuk retak, ditambah pula dengan takat beku yang meningkat pada kaca disebabkan oleh penyejatan alkohol yang dipercepatkan dalam perjalanan ke kaca (adakah semua orang tahu prinsip bahan bakar bulan? - alkohol menyejat, air kekal).

Ivan, 10/01/2014 06:34

Tetapi sebenarnya fenomena itu, adalah bodoh untuk bertanya mengapa dua eksperimen berbeza dalam keadaan berbeza berjalan secara berbeza. Jika percubaan disediakan dengan bersih, maka anda perlu mengambil air panas dan sejuk daripada komposisi kimia yang sama - kami mengambil air mendidih pra-sejuk dari cerek yang sama. Tuangkan ke dalam bekas yang sama (contohnya, gelas berdinding nipis). Kami tidak meletakkan salji, tetapi pada asas yang sama rata, kering, sebagai contoh, meja kayu. Dan bukan dalam mikrofreezer, tetapi dalam termostat yang cukup besar - Saya menjalankan eksperimen beberapa tahun yang lalu di negara ini, apabila terdapat cuaca sejuk yang stabil di luar, kira-kira -25C. Air menghablur pada suhu tertentu selepas pembebasan haba penghabluran. Hipotesis berpunca kepada pernyataan bahawa air panas menyejuk lebih cepat (ini adalah benar, mengikut fizik klasik, kadar pemindahan haba adalah berkadar dengan perbezaan suhu), tetapi mengekalkan kadar penyejukan yang meningkat walaupun suhunya sama dengan suhu. daripada air sejuk. Persoalannya, bagaimana air yang telah disejukkan ke suhu +20C di luar berbeza daripada air yang sama yang telah disejukkan ke suhu +20C sejam sebelumnya, tetapi di dalam bilik? Fizik klasik (dengan cara ini, bukan berdasarkan perbualan di bilik merokok, tetapi pada ratusan ribu dan berjuta-juta eksperimen) berkata: ya, tiada apa-apa, dinamik penyejukan selanjutnya akan sama (hanya air mendidih akan mencapai +20 mata kemudian ). Dan eksperimen menunjukkan perkara yang sama: apabila sudah ada kerak ais pepejal dalam segelas air sejuk pada mulanya, air panas tidak terfikir untuk membeku. P.S. Kepada komen Yuri Kuznetsov. Kehadiran kesan tertentu boleh dianggap ditubuhkan apabila keadaan untuk kejadiannya diterangkan dan ia dihasilkan semula secara stabil. Dan apabila kita mempunyai eksperimen yang tidak dapat difahami dengan keadaan yang tidak diketahui, adalah terlalu awal untuk membina teori penjelasan mereka dan ini tidak memberikan apa-apa dari sudut pandangan saintifik. P.P.S. Nah, mustahil untuk membaca komen Alexei Mishnev tanpa air mata emosi - seseorang hidup dalam beberapa jenis dunia fiksyen yang tidak ada kaitan dengan fizik dan eksperimen sebenar.

Grigory, 13/01/2014 10:58 PG

Ivan, saya faham bahawa anda menyangkal kesan Mpemba? Ia tidak wujud, seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen anda? Mengapa ia begitu terkenal dalam fizik, dan mengapa ramai yang cuba menjelaskannya?

Ivan, 14/02/2014 01:51

Selamat petang, Gregory! Kesan eksperimen berperingkat tidak tulen wujud. Tetapi, seperti yang anda faham, ini bukan sebab untuk mencari corak baharu dalam fizik, tetapi sebab untuk meningkatkan kemahiran penguji. Seperti yang telah saya nyatakan dalam ulasan, dalam semua percubaan yang disebutkan untuk menerangkan "kesan Mpemba", para penyelidik tidak dapat menyatakan dengan jelas apa sebenarnya dan dalam keadaan apa yang mereka ukur. Dan anda ingin mengatakan bahawa ini adalah ahli fizik eksperimen? Jangan buat saya ketawa. Kesannya tidak diketahui dalam fizik, tetapi dalam perbincangan saintifik pseudo di pelbagai forum dan blog, di mana laut sekarang. Sebagai kesan fizikal sebenar (dalam erti kata sebagai akibat daripada beberapa undang-undang fizikal baharu, dan bukan akibat daripada tafsiran yang salah atau hanya mitos), orang yang jauh dari fizik menganggapnya. Oleh itu, tiada sebab untuk bercakap sebagai kesan fizikal tunggal tentang hasil eksperimen berbeza yang ditetapkan dalam keadaan yang sama sekali berbeza.

Pavel, 18/02/2014 09:59

hmm, kawan-kawan... artikel untuk "Maklumat Kelajuan"... Tak salah... ;) Ivan betul tentang segala-galanya...

Gregory, 19/02/2014 12:50 tengahari

Ivan, saya bersetuju bahawa terdapat banyak tapak pseudo-saintifik yang menerbitkan bahan sensasi yang tidak disahkan sekarang.? Lagipun, kesan Mpemba masih dikaji. Lebih-lebih lagi, saintis dari universiti sedang menyelidik. Sebagai contoh, pada tahun 2013, kesan ini telah dikaji oleh kumpulan dari Universiti Teknologi di Singapura. Lihat pautan http://arxiv.org/abs/1310.6514. Mereka percaya mereka telah menemui penjelasan untuk kesan ini. Saya tidak akan menulis secara terperinci tentang intipati penemuan itu, tetapi pada pendapat mereka, kesannya dikaitkan dengan perbezaan tenaga yang disimpan dalam ikatan hidrogen.

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

Untuk semua orang yang berminat dalam penyelidikan mengenai kesan Mpemba, saya telah menambah sedikit bahan artikel dan menyediakan pautan di mana anda boleh mengenali keputusan terkini (lihat teks). Terima kasih atas komen.

Ildar , 24/02/2014 04:12 | tidak masuk akal untuk menyenaraikan segala-galanya

Sekiranya kesan Mpemba ini benar-benar berlaku, maka penjelasan mesti dicari, saya fikir, dalam struktur molekul air. Air (seperti yang saya pelajari daripada kesusasteraan sains popular) wujud bukan sebagai molekul H2O individu, tetapi sebagai kelompok beberapa molekul (walaupun berpuluh-puluh). Dengan peningkatan suhu air, kelajuan pergerakan molekul meningkat, gugusan berpecah antara satu sama lain dan ikatan valens molekul tidak mempunyai masa untuk memasang gugusan besar. Ia mengambil sedikit masa lagi untuk membentuk kelompok daripada memperlahankan kelajuan molekul. Dan kerana gugusan lebih kecil, pembentukan kekisi kristal lebih cepat. Dalam air sejuk, nampaknya, gugusan yang besar dan agak stabil menghalang pembentukan kekisi; ia mengambil sedikit masa untuk pemusnahannya. Saya sendiri melihat di TV kesan yang ingin tahu, apabila air sejuk berdiri dengan senyap di dalam balang kekal cair selama beberapa jam dalam keadaan sejuk. Tetapi sebaik sahaja balang itu diangkat, iaitu, sedikit bergerak dari tempatnya, air di dalam balang itu serta-merta menjadi kristal, menjadi legap, dan balang itu pecah. Nah, imam yang menunjukkan kesan ini menjelaskannya dengan fakta bahawa air itu disucikan. Dengan cara ini, ternyata air sangat mengubah kelikatannya bergantung pada suhu. Kami, sebagai makhluk besar, tidak menyedarinya, tetapi pada tahap krustasea kecil (mm dan kurang), dan lebih-lebih lagi bakteria, kelikatan air adalah faktor yang sangat penting. Kelikatan ini, saya fikir, juga diberikan oleh saiz kelompok air.

KELABU, 15/03/2014 05:30

segala-galanya di sekeliling yang kita lihat adalah ciri-ciri permukaan (sifat), jadi kita mengambil tenaga hanya apa yang kita boleh mengukur atau membuktikan kewujudan dalam apa jua cara, jika tidak, ia adalah jalan buntu. Fenomena ini, kesan Mpemba, hanya boleh dijelaskan oleh teori volumetrik mudah yang akan menyatukan semua model fizikal ke dalam satu struktur interaksi. sebenarnya ia mudah

Nikita, 06/06/2014 04:27 | kereta

tetapi bagaimana untuk membuat air tetap sejuk dan tidak panas apabila anda masuk ke dalam kereta!

alexey, 03.10.2014 01:09

Dan inilah satu lagi "penemuan", semasa dalam perjalanan. Air dalam botol plastik membeku lebih cepat dengan penyumbat terbuka. Demi keseronokan, saya bereksperimen berkali-kali dalam keadaan beku yang teruk. Kesannya jelas. Hello ahli teori!

Eugene, 27/12/2014 08:40

Prinsip penyejat penyejat. Kami mengambil dua botol tertutup rapat dengan air sejuk dan panas. Kami meletakkannya dalam keadaan sejuk. Air sejuk membeku lebih cepat. Sekarang kita mengambil botol yang sama dengan air sejuk dan panas, buka dan masukkan ke dalam sejuk. Air panas akan membeku lebih cepat daripada air sejuk. Jika kita mengambil dua besen dengan air sejuk dan panas, maka air panas akan membeku dengan lebih cepat. Ini disebabkan oleh fakta bahawa kita meningkatkan hubungan dengan atmosfera. Semakin kuat penyejatan, semakin cepat penurunan suhu. Di sini adalah perlu untuk menyebut faktor kelembapan. Semakin rendah kelembapan, semakin kuat penyejatan dan semakin kuat penyejukan.

TOMSK kelabu, 03/01/2015 10:55

KELABU, 15.03.2014 05:30 - sambungan Apa yang anda tahu tentang suhu bukanlah segala-galanya. Ada yang lain. Jika anda mengarang model fizikal suhu dengan betul, maka ia akan menjadi kunci untuk menerangkan proses tenaga daripada resapan, lebur dan penghabluran kepada skala seperti peningkatan suhu dengan peningkatan tekanan, peningkatan tekanan dengan peningkatan suhu. Malah model fizikal tenaga Matahari akan menjadi jelas daripada yang di atas. Saya dalam musim sejuk. . pada awal musim bunga tahun 20013, selepas melihat model suhu, saya menyusun model suhu am. Selepas beberapa bulan, saya teringat paradoks suhu, dan kemudian saya menyedari ... bahawa model suhu saya juga menerangkan paradoks Mpemba. Ini pada Mei - Jun 2013. Setahun lewat, tapi itu yang terbaik. Model fizikal saya ialah bingkai beku dan ia boleh ditatal ke hadapan dan ke belakang dan ia mempunyai kemahiran motor aktiviti, aktiviti di mana segala-galanya bergerak. Saya mempunyai 8 kelas sekolah dan 2 tahun kolej dengan pengulangan topik. 20 tahun telah berlalu. Jadi saya tidak boleh menganggap apa-apa jenis model fizikal saintis terkenal, serta formula. Jadi maaf.

Andrey, 08.11.2015 08:52

Secara umum, saya mempunyai idea tentang mengapa air panas membeku lebih cepat daripada air sejuk. Dan dalam penjelasan saya semuanya sangat mudah jika anda berminat kemudian tulis saya e-mel: [e-mel dilindungi]

Andrey, 08.11.2015 08:58

Saya minta maaf, saya memberikan peti mel yang salah di sini ialah e-mel yang betul: [e-mel dilindungi]

Victor, 23/12/2015 10:37 AM

Nampaknya segala-galanya lebih mudah, salji turun bersama kita, ia adalah gas yang disejat, disejukkan, jadi mungkin dalam fros ia menyejuk lebih cepat panas kerana ia menyejat dan serta-merta menghablur jauh dari naik, dan air dalam keadaan gas menyejuk lebih cepat daripada cecair )

Bekzhan, 28/01/2016 09:18

Walaupun seseorang mendedahkan undang-undang dunia yang dikaitkan dengan kesan ini, dia tidak akan menulis di sini. Dari pandangan saya, tidak logik untuk mendedahkan rahsianya kepada pengguna Internet apabila dia boleh menerbitkannya dalam jurnal saintifik terkenal dan buktikan sendiri di hadapan rakyat. Jadi, apa yang akan ditulis tentang kesan ini di sini, semua majoriti ini tidak logik.)))

Alex , 22/02/2016 12:48 PTG

Hello Penguji Anda betul mengatakan bahawa Sains bermula di mana... bukan Pengukuran, tetapi Pengiraan. "Eksperimen" - hujah yang kekal dan sangat diperlukan bagi mereka yang kehilangan Imaginasi dan pemikiran Linear Menyinggung semua orang, kini dalam kes E \u003d mc2 - adakah semua orang ingat? Kelajuan molekul yang terbang keluar dari air sejuk ke atmosfera menentukan jumlah tenaga yang dibawa dari air (penyejukan - kehilangan tenaga) Kelajuan molekul dari air panas adalah lebih tinggi dan tenaga yang dibawa pergi adalah kuasa dua (kadar penyejukan jisim air yang tinggal) Itu sahaja, jika anda meninggalkan "percubaan" dan mengingati Asas Sains

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

Pada masa itu apabila antibeku jarang berlaku, air dari sistem penyejukan kereta di garaj armada kereta yang tidak dipanaskan telah disalirkan selepas hari bekerja supaya tidak mencairkan blok silinder atau radiator - kadang-kadang kedua-duanya bersama-sama. Air panas dituang pada waktu pagi. Dalam keadaan beku yang teruk, enjin dihidupkan tanpa masalah. Entah kenapa, kerana ketiadaan air panas, air dicurahkan dari paip. Air itu serta-merta membeku. Percubaan itu mahal - sama seperti kos untuk membeli dan menggantikan blok silinder dan radiator kereta ZIL-131. Siapa tak percaya, biar dia periksa. dan Mpemba bereksperimen dengan aiskrim. Dalam ais krim, penghabluran berlangsung secara berbeza daripada dalam air. Cuba gigit sekeping ais krim dan sekeping ais dengan gigi anda. Kemungkinan besar ia tidak membeku, tetapi menebal akibat penyejukan. Dan air tawar, sama ada panas atau sejuk, membeku pada 0*C. Air sejuk cepat, tetapi air panas memerlukan masa untuk menyejukkan.

Wanderer, 06.05.2016 12:54 | kepada Alex

"c" - kelajuan cahaya dalam vakum E=mc^2 - formula menyatakan kesetaraan jisim dan tenaga

Albert, 27/07/2016 08:22

Pertama, analogi dengan pepejal (tiada proses penyejatan). Paip air tembaga yang dipateri baru-baru ini. Proses ini berlaku dengan memanaskan penunu gas kepada suhu lebur pateri. Masa pemanasan satu sambungan dengan gandingan adalah lebih kurang satu minit. Saya menyolder satu sambungan dengan gandingan dan selepas beberapa minit saya menyedari bahawa saya menyoldernya dengan salah. Ia mengambil sedikit masa untuk menatal paip dalam gandingan. Saya mula memanaskan sambungan sekali lagi dengan penunu dan, secara mengejutkan, ia mengambil masa 3-4 minit untuk memanaskan sambungan ke takat lebur. Macam mana!? Lagipun, paip itu masih panas dan nampaknya tenaga yang lebih sedikit diperlukan untuk memanaskannya ke takat lebur, tetapi semuanya ternyata sebaliknya. Ini semua tentang kekonduksian terma, yang jauh lebih tinggi untuk paip yang telah dipanaskan dan sempadan antara paip yang dipanaskan dan sejuk berjaya bergerak jauh dari persimpangan dalam masa dua minit. Sekarang tentang air. Kami akan beroperasi dengan konsep kapal panas dan separa panas. Dalam bekas panas, sempadan suhu sempit terbentuk antara zarah panas, sangat mudah alih dan bergerak perlahan, sejuk, yang bergerak agak cepat dari pinggir ke pusat, kerana pada sempadan ini, zarah cepat cepat melepaskan tenaga mereka (sejuk ) oleh zarah di seberang sempadan. Oleh kerana isipadu zarah sejuk luar lebih besar, zarah pantas, melepaskan tenaga habanya, tidak boleh memanaskan zarah sejuk luar dengan ketara. Oleh itu, proses penyejukan air panas berlaku agak cepat. Air separa panas, sebaliknya, mempunyai kekonduksian terma yang jauh lebih rendah, dan lebar sempadan antara zarah separa panas dan sejuk adalah lebih luas. Anjakan ke pusat sempadan yang begitu luas berlaku dengan lebih perlahan daripada dalam kes kapal panas. Akibatnya, bekas panas menyejuk lebih cepat daripada yang hangat. Saya fikir adalah perlu untuk mengikuti dinamik proses penyejukan air dengan suhu yang berbeza dengan meletakkan beberapa sensor suhu dari tengah ke tepi kapal.

Maks , 19/11/2016 05:07

Ia telah disahkan: di Yamal, dalam fros, paip dengan air panas membeku dan ia perlu dipanaskan, tetapi tidak sejuk!

Artem, 09.12.2016 01:25

Ia sukar, tetapi saya fikir air sejuk lebih padat daripada air panas, malah lebih baik daripada air masak, dan kemudian terdapat pecutan dalam penyejukan, i.e. air panas mencapai suhu sejuk dan mengatasinya, dan jika anda mengambil kira fakta bahawa air panas membeku dari bawah dan bukan dari atas, seperti yang tertulis di atas, ini mempercepatkan prosesnya!

Alexander Sergeev, 21.08.2017 10:52

Tiada kesan sedemikian. Malangnya. Pada tahun 2016, artikel terperinci mengenai topik itu diterbitkan dalam Alam: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Daripada itu adalah jelas bahawa jika eksperimen dijalankan dengan berhati-hati (jika sampel air suam dan sejuk adalah sama dalam segala-galanya kecuali suhu), kesannya tidak diperhatikan .

Headlab, 22/08/2017 05:31

Victor, 27/10/2017 03:52 AM

"Memang betul." - jika pihak sekolah tidak memahami apakah muatan haba dan hukum pemuliharaan tenaga. Ia mudah untuk diperiksa - untuk ini anda perlukan: keinginan, kepala, tangan, air, peti sejuk dan jam penggera. Dan gelanggang luncur, seperti yang ditulis oleh pakar, dibekukan (diisi) dengan air sejuk, dan dengan air suam mereka meratakan ais yang dipotong. Dan pada musim sejuk anda perlu menuangkan cecair anti-beku ke dalam takungan mesin basuh, bukan air. Air akan membeku juga, dan air sejuk akan membeku lebih cepat.

Irina, 23/01/2018 10:58

Para saintis di seluruh dunia telah bergelut dengan paradoks ini sejak zaman Aristotle, dan Viktor, Zavlab dan Sergeev ternyata menjadi yang paling bijak.

Denis, 02/01/2018 08:51

Semuanya betul dalam artikel. Tetapi sebabnya agak berbeza. Dalam proses mendidih, udara yang terlarut di dalamnya disejat dari air, oleh itu, apabila air mendidih menyejuk, akibatnya, ketumpatannya akan kurang daripada air mentah dengan suhu yang sama. Tiada sebab lain untuk kekonduksian terma yang berbeza kecuali untuk ketumpatan yang berbeza.

Headlab, 03/01/2018 08:58 | ketua makmal

Irina :), "saintis seluruh dunia" tidak melawan "paradoks" ini, untuk saintis sebenar "paradoks" ini tidak wujud - ini mudah disahkan dalam keadaan yang boleh dihasilkan dengan baik. "Paradoks" muncul disebabkan oleh eksperimen yang tidak dapat dihasilkan oleh budak Afrika Mpemba dan dibesar-besarkan oleh "saintis" yang serupa :)

Dalam artikel ini, kita akan melihat mengapa air panas membeku lebih cepat daripada air sejuk.

Air yang dipanaskan membeku lebih cepat daripada air sejuk! Sifat air yang menakjubkan ini, penjelasan tepat yang masih tidak dapat ditemui oleh saintis, telah diketahui sejak zaman purba. Sebagai contoh, walaupun dalam Aristotle terdapat perihalan memancing musim sejuk: nelayan memasukkan pancing ke dalam lubang di dalam ais, dan supaya mereka membeku lebih cepat, mereka menuangkan air suam ke atas ais. Nama fenomena ini dinamakan sempena Erasto Mpemba pada tahun 60-an abad XX. Mnemba menyedari kesan aneh semasa membuat aiskrim dan berpaling kepada guru fiziknya, Dr Denis Osborne, untuk mendapatkan penjelasan. Mpemba dan Dr. Osborne bereksperimen dengan air pada suhu yang berbeza dan membuat kesimpulan bahawa air yang hampir mendidih mula membeku lebih cepat daripada air pada suhu bilik. Para saintis lain telah menjalankan eksperimen mereka sendiri dan setiap kali mereka memperoleh keputusan yang sama.

Penjelasan tentang fenomena fizikal

Tiada penjelasan yang diterima umum tentang mengapa ini berlaku. Ramai penyelidik mencadangkan bahawa ini semua tentang penyejukan super cecair, yang berlaku apabila suhunya turun di bawah paras beku. Dalam erti kata lain, jika air membeku pada suhu di bawah 0°C, maka air sejuk super boleh mempunyai suhu, contohnya, -2°C dan masih kekal cair tanpa bertukar menjadi ais. Apabila kita cuba membekukan air sejuk, ada kemungkinan ia akan menjadi supersejuk pada mulanya, dan hanya akan mengeras selepas beberapa ketika. Dalam air yang dipanaskan, proses lain berlaku. Perubahan yang lebih cepat menjadi ais dikaitkan dengan perolakan.

Perolakan- Ini adalah fenomena fizikal di mana lapisan bawah hangat cecair naik, dan lapisan atas, yang disejukkan, jatuh.

21.11.2017 11.10.2018 Alexander Firtsev

« Air yang manakah membeku lebih cepat sejuk atau panas?”- cuba tanya rakan anda satu soalan, kemungkinan besar kebanyakan mereka akan menjawab bahawa air sejuk membeku lebih cepat - dan membuat kesilapan.

Malah, jika anda meletakkan dua bekas yang sama bentuk dan isipadu dalam peti sejuk secara serentak, satu daripadanya akan mengandungi air sejuk dan satu lagi panas, maka air panas akan membeku dengan lebih cepat.

Kenyataan sedemikian mungkin kelihatan tidak masuk akal dan tidak munasabah. Secara logiknya, air panas mesti terlebih dahulu menyejukkan ke suhu sejuk, dan air sejuk sepatutnya sudah bertukar menjadi ais pada masa ini.

Jadi mengapa air panas mengatasi air sejuk dalam perjalanan ke pembekuan? Mari kita cuba memikirkannya.

Sejarah pemerhatian dan penyelidikan

Orang ramai telah melihat kesan paradoks sejak zaman purba, tetapi tiada siapa yang mementingkannya. Jadi ketidakkonsistenan dalam kadar pembekuan air sejuk dan panas telah dicatatkan dalam nota mereka oleh Arestotel, serta oleh Rene Descartes dan Francis Bacon. Fenomena luar biasa sering muncul dalam kehidupan seharian.

Untuk masa yang lama, fenomena itu tidak dikaji dalam apa-apa cara dan tidak menimbulkan banyak minat di kalangan saintis.

Kajian tentang kesan luar biasa itu bermula pada tahun 1963, apabila seorang pelajar yang ingin tahu dari Tanzania, Erasto Mpemba, menyedari bahawa susu panas untuk ais krim membeku lebih cepat daripada susu sejuk. Berharap mendapat penjelasan tentang sebab-sebab kesan luar biasa itu, pemuda itu bertanya kepada guru fiziknya di sekolah. Namun, guru itu hanya mentertawakannya.

Kemudian, Mpemba mengulangi eksperimen, tetapi dalam eksperimennya dia tidak lagi menggunakan susu, tetapi air, dan kesan paradoks diulang lagi.

Enam tahun kemudian, pada tahun 1969, Mpemba bertanya soalan ini kepada profesor fizik Dennis Osborne, yang datang ke sekolahnya. Profesor itu berminat dengan pemerhatian lelaki muda itu, akibatnya, eksperimen telah dijalankan yang mengesahkan kehadiran kesannya, tetapi sebab-sebab fenomena ini tidak ditubuhkan.

Sejak itu, fenomena itu dipanggil Kesan Mpemba.

Sepanjang sejarah pemerhatian saintifik, banyak hipotesis telah dikemukakan mengenai punca fenomena tersebut.

Jadi pada 2012, British Royal Society of Chemistry akan mengumumkan pertandingan hipotesis untuk menerangkan kesan Mpemba. Para saintis dari seluruh dunia mengambil bahagian dalam pertandingan itu, secara keseluruhan 22,000 kertas saintifik telah didaftarkan. Walaupun jumlah artikel yang begitu mengagumkan, tiada satu pun daripada mereka menjelaskan paradoks Mpemba.

Versi yang paling biasa adalah mengikut mana, air panas membeku lebih cepat, kerana ia hanya menyejat lebih cepat, isipadunya menjadi lebih kecil, dan apabila isipadu berkurangan, kadar penyejukannya meningkat. Versi yang paling biasa akhirnya disangkal, kerana percubaan telah dijalankan di mana penyejatan dikecualikan, tetapi kesannya telah disahkan.

Para saintis lain percaya bahawa sebab kesan Mpemba adalah penyejatan gas yang dilarutkan dalam air. Pada pendapat mereka, semasa proses pemanasan, gas yang dibubarkan dalam air menguap, yang mana ia memperoleh ketumpatan yang lebih tinggi daripada air sejuk. Seperti yang diketahui, peningkatan ketumpatan membawa kepada perubahan dalam sifat fizikal air (peningkatan kekonduksian terma), dan seterusnya peningkatan dalam kadar penyejukan.

Selain itu, beberapa hipotesis telah dikemukakan yang menerangkan kadar peredaran air sebagai fungsi suhu. Dalam banyak kajian, percubaan telah dibuat untuk mewujudkan hubungan antara bahan bekas di mana cecair itu berada. Banyak teori kelihatan sangat munasabah, tetapi ia tidak dapat disahkan secara saintifik kerana kekurangan data awal, percanggahan dalam eksperimen lain, atau disebabkan fakta bahawa faktor yang dikenal pasti tidak dapat dibandingkan dengan kadar penyejukan air. Beberapa saintis dalam karya mereka mempersoalkan kewujudan kesannya.

Pada 2013, penyelidik di Universiti Teknologi Nanyang di Singapura mendakwa telah menyelesaikan misteri kesan Mpemba. Menurut kajian mereka, sebab fenomena itu terletak pada fakta bahawa jumlah tenaga yang disimpan dalam ikatan hidrogen antara molekul air sejuk dan panas berbeza dengan ketara.

Kaedah simulasi komputer telah menunjukkan keputusan berikut: semakin tinggi suhu air, semakin jauh jarak antara molekul disebabkan oleh fakta bahawa daya tolakan meningkat. Akibatnya, ikatan hidrogen molekul diregangkan, menyimpan lebih banyak tenaga. Apabila disejukkan, molekul mula mendekati satu sama lain, melepaskan tenaga daripada ikatan hidrogen. Dalam kes ini, pelepasan tenaga disertai dengan penurunan suhu.

Pada Oktober 2017, ahli fizik Sepanyol, dalam kajian lain, mendapati bahawa ia adalah penyingkiran jirim daripada keseimbangan (pemanasan kuat sebelum penyejukan kuat) yang memainkan peranan besar dalam pembentukan kesan. Mereka menentukan keadaan di mana kemungkinan kesannya adalah maksimum. Di samping itu, saintis dari Sepanyol telah mengesahkan kewujudan kesan Mpemba terbalik. Mereka mendapati bahawa apabila dipanaskan, sampel yang lebih sejuk boleh mencapai suhu tinggi lebih cepat daripada yang hangat.

Walaupun maklumat lengkap dan banyak eksperimen, saintis berhasrat untuk terus mengkaji kesannya.

Kesan Mpemba dalam kehidupan sebenar

Pernahkah anda terfikir mengapa di musim sejuk gelanggang ais dipenuhi air panas dan tidak sejuk? Seperti yang anda sudah faham, mereka melakukan ini kerana gelanggang luncur yang diisi dengan air panas akan membeku lebih cepat daripada jika ia diisi dengan air sejuk. Atas sebab yang sama, gelongsor di bandar ais musim sejuk dituangkan dengan air panas.

Justeru, pengetahuan tentang kewujudan fenomena itu membolehkan orang ramai menjimatkan masa ketika menyediakan tapak untuk sukan musim sejuk.

Di samping itu, kesan Mpemba kadangkala digunakan dalam industri - untuk mengurangkan masa pembekuan produk, bahan dan bahan yang mengandungi air.