Maji ni moja ya vimiminika vya kushangaza zaidi ulimwenguni na mali isiyo ya kawaida. Kwa mfano, barafu ni hali ngumu ya kioevu, ina mvuto maalum wa chini kuliko maji yenyewe, ambayo ilifanya kuibuka na maendeleo ya maisha duniani kwa njia nyingi iwezekanavyo. Kwa kuongeza, katika pseudo-kisayansi, na katika ulimwengu wa kisayansi, kuna majadiliano kuhusu maji ambayo hufungia kwa kasi - moto au baridi. Yeyote anayethibitisha kuganda kwa kasi kwa vinywaji vya moto chini ya hali fulani na kuhalalisha uamuzi wao kisayansi atapokea tuzo ya £ 1000 kutoka kwa Jumuiya ya Kifalme ya Wanakemia ya Uingereza.

Historia ya suala hilo

Ukweli kwamba wakati hali kadhaa zinakabiliwa, maji ya moto ni kasi zaidi kuliko maji baridi kwa kiwango cha kufungia, ilionekana katika Zama za Kati. Francis Bacon na René Descartes wameenda mbali sana kuelezea jambo hili. Walakini, kwa mtazamo wa uhandisi wa kupokanzwa wa kawaida, kitendawili hiki hakiwezi kuelezewa, na walijaribu kunyamaza kwa aibu juu yake. Msukumo wa kuendelea kwa mzozo huo ulikuwa hadithi ya kushangaza ambayo ilimpata mvulana wa shule wa Kitanzania Erasto Mpemba mnamo 1963. Wakati mmoja, wakati wa somo la kutengeneza dessert katika shule ya wapishi, mvulana, akiwa amekengeushwa na mambo ya nje, hakuwa na wakati wa kupoza mchanganyiko wa ice cream kwa wakati na kuweka suluhisho la moto la sukari kwenye maziwa kwenye friji. Kwa mshangao wake, bidhaa hiyo ilipoa kwa kasi zaidi kuliko ile ya watendaji wenzake, wakiangalia utawala wa joto wa kutengeneza ice cream.

Kujaribu kuelewa kiini cha jambo hilo, mvulana aligeuka kwa mwalimu wake wa fizikia, ambaye, bila kuingia katika maelezo, alidhihaki majaribio yake ya upishi. Walakini, Erasto alitofautishwa na uvumilivu wa kuvutia na aliendelea na majaribio yake sio tena na maziwa, lakini kwa maji. Alikuwa na hakika kwamba katika baadhi ya matukio maji ya moto huganda haraka kuliko maji baridi.

Baada ya kuingia Chuo Kikuu cha Dar es Salaam, Erasto Mpembe alihudhuria mhadhara wa Profesa Dennis G. Osborne. Baada ya kuhitimu, mwanafunzi huyo alimshangaza mwanasayansi huyo kwa tatizo la kasi ya maji kuganda kulingana na joto lake. D.G. Osborne alikejeli swali lenyewe, akisema kwa upole kwamba mwanafunzi yeyote maskini anajua kwamba maji baridi yataganda haraka. Hata hivyo, ukaidi wa asili wa kijana huyo ulijifanya kuhisi. Aliweka dau na profesa, akipendekeza hapa, kwenye maabara, kufanya mtihani wa majaribio. Erasto aliweka vyombo viwili vya maji kwenye friza, kimoja katika 95 ° F (35 ° C) na kingine 212 ° F (100 ° C). Fikiria mshangao wa profesa na "mashabiki" walio karibu wakati maji kwenye chombo cha pili yaliganda haraka. Tangu wakati huo, jambo hili limeitwa "Kitendawili cha Mpemba".

Hata hivyo, hadi sasa, hakuna nadharia thabiti ya kinadharia inayoeleza "Kitendawili cha Mpemba". Haijulikani ni mambo gani ya nje, muundo wa kemikali wa maji, uwepo wa gesi na madini yaliyofutwa ndani yake, huathiri kiwango cha kufungia kwa vinywaji kwa joto tofauti. Kitendawili cha "Athari ya Mpemba" ni kwamba inapingana na sheria moja iliyogunduliwa na I. Newton, ambayo inasema kwamba wakati wa baridi wa maji ni sawia moja kwa moja na tofauti ya joto kati ya kioevu na mazingira. Na ikiwa vinywaji vingine vyote vinatii kabisa sheria hii, basi maji katika hali zingine ni ubaguzi.

Kwa nini maji ya moto yanaganda harakaT

Kuna matoleo kadhaa kwa nini maji ya moto hufungia kwa kasi zaidi kuliko maji baridi. Ya kuu ni:

• maji ya moto hupuka kwa kasi, wakati kiasi chake hupungua, na kiasi kidogo cha kioevu hupungua kwa kasi - wakati maji yamepozwa kutoka + 100 ° C hadi 0 ° C, hasara za volumetric kwenye shinikizo la anga hufikia 15%;
• nguvu ya kubadilishana joto kati ya kioevu na mazingira ni ya juu, tofauti kubwa ya joto, kwa hiyo, hasara za joto za maji ya moto hupita kwa kasi;
• wakati maji ya moto yanapopoa, ukoko wa barafu huunda juu ya uso wake, ambayo huzuia kioevu kutoka kwa kufungia kabisa na uvukizi wake;
• kwa joto la juu la maji, mchanganyiko wake wa convection hutokea, ambayo hupunguza muda wa kufungia;
• gesi kufutwa katika maji kupunguza kiwango cha kufungia, kuchukua nishati kwa ajili ya malezi ya kioo - hakuna gesi kufutwa katika maji ya moto.

Masharti haya yote yamejaribiwa mara kwa mara kwa majaribio. Hasa, mwanasayansi wa Ujerumani David Auerbach aligundua kuwa joto la crystallization ya maji ya moto ni kubwa zaidi kuliko ile ya maji baridi, ambayo inafanya uwezekano wa kufungia wa zamani kwa kasi zaidi. Hata hivyo, baadaye majaribio yake yalikosolewa na wanasayansi wengi wanaamini kwamba "athari ya Mpemba" ambayo maji huganda haraka - moto au baridi, inaweza kuzalishwa tu chini ya hali fulani, utafutaji na vipimo ambavyo hadi sasa hakuna mtu aliyehusika.

Habari wapenzi mashabiki wa ukweli wa kuvutia. Leo tutazungumzia. Lakini nadhani swali katika kichwa linaweza kuonekana kuwa la upuuzi - lakini unapaswa kutegemea kabisa "akili ya kawaida" inayojulikana, na sio uzoefu wa majaribio ulioandaliwa madhubuti. Hebu jaribu kufikiri kwa nini maji ya moto hufungia kwa kasi zaidi kuliko maji baridi?

Rejea ya kihistoria

Kwamba katika suala la kufungia maji baridi na ya moto "si kila kitu ni safi" kilitajwa katika maandishi ya Aristotle, basi maelezo sawa yalifanywa na F. Bacon, R. Descartes na J. Black. Katika historia ya hivi karibuni, athari hii imepewa jina la "kitendawili cha Mpemba" - baada ya jina la mwanafunzi kutoka Tanganyika, Erasto Mpemba, ambaye aliuliza swali hilo kwa profesa mgeni wa fizikia.

Swali la mvulana liliibuka sio kutoka mwanzo, lakini kutoka kwa uchunguzi wa kibinafsi wa mchakato wa baridi ya mchanganyiko wa ice cream jikoni. Bila shaka, wanafunzi wenzake waliokuwepo pale, pamoja na mwalimu wa shule, walimchekesha Mpemba - hata hivyo, baada ya uhakiki wa majaribio binafsi na Profesa D. Osborne, hamu yao ya kumdhihaki Erasto "iliyeyuka" kutoka kwao. Zaidi ya hayo, Mpemboy, pamoja na profesa mnamo 1969 katika Elimu ya Fizikia, walichapisha maelezo ya kina ya athari hii - na tangu wakati huo jina lililotajwa hapo juu limekwama katika fasihi ya kisayansi.

Ni nini kiini cha jambo hilo?

Mpangilio wa jaribio ni rahisi sana: vitu vingine vyote vikiwa sawa, vyombo vilivyo na ukuta nyembamba vinajaribiwa, ambayo kuna viwango sawa vya maji, tofauti tu kwa joto. Vyombo vinapakiwa kwenye jokofu, baada ya muda hadi kuundwa kwa barafu katika kila mmoja wao ni kumbukumbu. Kitendawili ni kwamba katika chombo kilicho na kioevu cha moto zaidi, hii hutokea kwa kasi zaidi.

Fizikia ya kisasa inaelezeaje hii?

Kitendawili hakina maelezo ya ulimwengu wote, kwani michakato kadhaa inayofanana inaendelea pamoja, mchango wake ambao unaweza kutofautiana na hali maalum za awali - lakini kwa matokeo sawa:

• uwezo wa kioevu kwa hypothermia - awali maji baridi yanakabiliwa na hypothermia, i.e. inabaki kioevu wakati joto lake tayari liko chini ya kiwango cha kuganda
• kasi ya baridi - mvuke kutoka kwa maji ya moto hubadilishwa kuwa microcrystals ya barafu, ambayo, wakati wa kurudi nyuma, kuharakisha mchakato, kufanya kazi kama "external exchanger joto"
• athari ya insulation - tofauti na maji ya moto, maji baridi hufungia kutoka juu, ambayo husababisha kupungua kwa uhamishaji wa joto na convection na mionzi.

Kuna maelezo mengine kadhaa (mara ya mwisho mashindano ya nadharia bora zaidi yalifanyika na Jumuiya ya Kemikali ya Kifalme ya Uingereza ilikuwa hivi karibuni, mnamo 2012) - lakini bado hakuna nadharia isiyo na shaka kwa kesi zote za mchanganyiko wa hali ya pembejeo ...

Hii ni kweli, ingawa inasikika kuwa ya kushangaza, kwa sababu katika mchakato wa kufungia, maji ya moto kabla ya joto lazima yapitishe joto la maji baridi. Wakati huo huo, athari hii inatumika sana.Kwa mfano, rollers na slaidi zimejaa maji ya moto badala ya baridi wakati wa baridi. Wataalamu wanashauri madereva kumwaga maji baridi, sio moto, kwenye hifadhi ya washer wakati wa baridi. Kitendawili hicho kinajulikana duniani kote kama "Mpemba Effect".

Jambo hili lilitajwa wakati mmoja na Aristotle, Francis Bacon na Rene Descartes, lakini haikuwa hadi 1963 ambapo maprofesa wa fizikia walitilia maanani na kujaribu kulichunguza. Yote yalianza pale mwanafunzi wa shule ya upili Mtanzania, Erasto Mpemba, alipogundua kuwa maziwa ya tamu aliyotumia kutengenezea ice cream yanaganda haraka ikiwa yatapashwa moto na kupendekeza kuwa maji ya moto huganda haraka kuliko maji baridi. Alimgeukia mwalimu wa fizikia ili apate maelezo, lakini alimcheka tu mwanafunzi huyo na kusema yafuatayo: "Hii sio fizikia ya ulimwengu, lakini fizikia ya Mpemba."

Kwa bahati nzuri, Dennis Osborne, profesa wa fizikia katika Chuo Kikuu cha Dar es Salaam, alitembelea shule hiyo siku moja. Naye Mpemba akamgeukia kwa swali hilo hilo. Profesa hakuwa na shaka kidogo, alisema kwamba hangeweza kuhukumu kile ambacho hajawahi kuona, na aliporudi nyumbani aliwaomba wafanyakazi kufanya majaribio yanayofaa. Inaonekana wamethibitisha maneno ya kijana huyo. Walakini, mnamo 1969 Osborne alizungumza juu ya kufanya kazi na Mpemba kwenye jarida la "Eng. FizikiaElimu". Katika mwaka huo huo, George Kell wa Baraza la Kitaifa la Utafiti la Kanada alichapisha makala inayoelezea jambo hilo katika Eng. MarekaniJaridayaFizikia».

Kuna njia kadhaa za kuelezea kitendawili hiki:

• Maji ya moto huvukiza kwa kasi, na hivyo kupunguza kiasi chake, na kiasi kidogo cha maji yenye joto sawa huganda haraka. Maji baridi yanapaswa kufungia kwa kasi katika vyombo vilivyofungwa.
• Uwepo wa safu ya theluji. Chombo cha maji ya moto kinayeyusha theluji chini, na hivyo kuboresha mguso wa joto na uso wa baridi. Maji baridi hayayeyushi theluji chini yake. Ikiwa hakuna safu ya theluji, chombo cha maji baridi kinapaswa kufungia kwa kasi zaidi.
• Maji baridi huanza kufungia kutoka juu, na hivyo kuzidisha michakato ya mionzi ya joto na convection, na hivyo kupoteza joto, wakati maji ya moto huanza kufungia kutoka chini. Kwa kuchochea mitambo ya ziada ya maji katika vyombo, maji baridi yanapaswa kufungia kwa kasi zaidi.
• Uwepo wa vituo vya crystallization katika maji kilichopozwa - vitu vilivyoharibiwa ndani yake. Kwa idadi ndogo ya vituo vile katika maji baridi, mabadiliko ya maji ndani ya barafu ni vigumu na hata hypothermia yake inawezekana wakati inabakia katika hali ya kioevu, kuwa na joto la chini ya zero.

Ufafanuzi mwingine uliwekwa hivi karibuni. Dk. Jonathan Katz wa Chuo Kikuu cha Washington alichunguza jambo hili na kuhitimisha kwamba vitu vinavyoyeyushwa katika maji, ambavyo hupita wakati wa joto, vina jukumu muhimu ndani yake.
Kwa vimumunyisho, Dk. Katz anarejelea kalsiamu na bicarbonates za magnesiamu zinazopatikana katika maji magumu. Wakati maji yanapokanzwa, vitu hivi vinawekwa, maji huwa "laini". Maji ambayo hayajawahi kuwashwa yana uchafu huu, ni "ngumu". Inapoganda na kuunda fuwele za barafu, mkusanyiko wa uchafu katika maji huongezeka mara 50. Hii inapunguza kiwango cha kufungia cha maji.

Maelezo haya hayaonekani kunishawishi, kwani hatupaswi kusahau kwamba athari ilipatikana katika majaribio na ice cream, na si kwa maji ngumu. Uwezekano mkubwa zaidi, sababu za jambo hilo ni thermophysical, si kemikali.

Hadi sasa, ufafanuzi usio na utata wa kitendawili cha Mpemba haujapatikana. Lazima niseme kwamba wanasayansi wengine hawaoni kitendawili hiki kinachostahili kuzingatiwa. Hata hivyo, ni ya kuvutia sana kwamba mvulana wa shule rahisi alipata utambuzi wa athari ya kimwili na kupata umaarufu kutokana na udadisi wake na uvumilivu.

Iliongezwa mnamo Februari 2014

Ujumbe huu uliandikwa mwaka wa 2011. Tangu wakati huo, tafiti mpya za athari ya Mpemba na majaribio mapya ya kuielezea zimeonekana. Kwa hivyo, mnamo 2012, Jumuiya ya Kifalme ya Kemia ya Uingereza ilitangaza shindano la kimataifa la kutatua fumbo la kisayansi "Athari ya Mpemba" kwa hazina ya zawadi ya pauni 1000. Tarehe ya mwisho iliwekwa mnamo Julai 30, 2012. Mshindi alikuwa Nikola Bregovik kutoka maabara ya Chuo Kikuu cha Zagreb. Alichapisha kazi yake ambayo alichambua majaribio ya hapo awali ya kuelezea jambo hili na akafikia hitimisho kwamba hawakushawishi. Mfano aliopendekeza unategemea mali ya msingi ya maji. Wale wanaopenda wanaweza kupata kazi kwenye kiungo http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Utafiti haukuishia hapo. Mnamo 2013, wanafizikia kutoka Singapore walithibitisha kinadharia sababu ya athari ya Mepemba. Kazi inaweza kupatikana katika http://arxiv.org/abs/1310.6514 .

Nakala zinazohusiana kwenye wavuti:

Nakala zingine za sehemu

Maoni:

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:14

Kwa nini maji ya moto huvukiza haraka? Wanasayansi wamethibitisha kivitendo kwamba glasi ya maji ya moto hufungia kwa kasi zaidi kuliko maji baridi. Wanasayansi hawawezi kuelezea jambo hili kwa sababu hawaelewi kiini cha matukio: joto na baridi! Joto na baridi ni hisia ya kimwili ambayo husababisha mwingiliano wa chembe za Matter, kwa namna ya kukabiliana na mawimbi ya sumaku ambayo hutoka upande wa nafasi na kutoka katikati ya dunia. Kwa hiyo, tofauti kubwa ya uwezo wa voltage hii ya magnetic, kasi ya kubadilishana nishati inafanywa na njia ya kukabiliana na kupenya kwa mawimbi fulani ndani ya wengine. Hiyo ni, kwa njia ya kueneza! Kwa kujibu makala yangu, mpinzani mmoja anaandika: 1) ".. Maji ya moto huvukiza kwa kasi zaidi, kwa sababu ambayo kuna kidogo, hivyo hufungia kwa kasi" Swali! Ni nishati gani hufanya maji kuyeyuka haraka? 2) Katika nakala yangu, tunazungumza juu ya glasi, na sio juu ya shimo la mbao, ambalo mpinzani anataja kama kupingana. Tatizo ni nini! Ninajibu swali: "KWANINI MAJI YA MAJI KATIKA ASILI?" Mawimbi ya sumaku, ambayo husogea kila mara kutoka katikati ya dunia hadi angani, yakishinda shinikizo la kukabiliana na mawimbi ya mgandamizo wa sumaku (ambayo daima husogea kutoka angani hadi katikati ya dunia), wakati huo huo, hunyunyizia chembe za maji, tangu kuhamia ndani. nafasi, huongeza kwa kiasi. Yaani wanapanuka! Katika kesi ya kushinda mawimbi ya ukandamizaji wa sumaku, mvuke hizi za maji zimesisitizwa (kufupishwa) na chini ya ushawishi wa nguvu hizi za ukandamizaji wa magnetic, maji hurudi chini kwa namna ya mvua! Karibu 6m! Alexey Mishnev. Oktoba 6, 2012.

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:19

Joto ni nini. Joto ni kiwango cha mkazo wa sumakuumeme ya mawimbi ya sumaku yenye mgandamizo na nishati ya upanuzi. Katika kesi ya hali ya usawa ya nishati hizi, joto la mwili au dutu iko katika hali ya utulivu. Wakati hali ya usawa ya nishati hizi inafadhaika, kwa mwelekeo wa nishati ya upanuzi, mwili au dutu huongezeka kwa kiasi cha nafasi. Katika kesi ya kuzidi nishati ya mawimbi ya sumaku katika mwelekeo wa ukandamizaji, mwili au dutu hupungua kwa kiasi cha nafasi. Kiwango cha mkazo wa sumakuumeme huamuliwa na kiwango cha upanuzi au mnyweo wa mwili wa marejeleo. Alexey Mishnev.

Moiseeva Natalia, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

Alexey, unazungumza juu ya nakala fulani ambayo inaweka mawazo yako juu ya dhana ya joto. Lakini hakuna mtu aliyeisoma. Tafadhali nipe kiungo. Kwa ujumla, maoni yako juu ya fizikia ni ya kipekee sana. Sijawahi kusikia juu ya "upanuzi wa sumakuumeme ya mwili wa kumbukumbu".

Yuri Kuznetsov, 12/04/2012 12:32 PM

Dhana inapendekezwa kuwa hii ni mwangwi wa kiingilizi na mvuto wa ponderomotive unaotokana nayo kati ya molekuli. Katika maji baridi, molekuli husogea na kutetemeka kwa machafuko, na masafa tofauti. Wakati maji yanapokanzwa, na ongezeko la mzunguko wa vibration, safu yao hupungua (tofauti ya mzunguko kutoka kwa maji ya moto ya kioevu hadi hatua ya mvuke hupungua), masafa ya vibration ya molekuli hukaribia kila mmoja, kama matokeo ya ambayo resonance hutokea kati. molekuli. Baada ya kupoa, resonance hii huhifadhiwa kwa sehemu na haifi mara moja. Jaribu kubonyeza moja ya nyuzi mbili za gitaa zinazovuma. Sasa acha - kamba itaanza kutetemeka tena, resonance itarejesha mitetemo yake. Vivyo hivyo, katika maji yaliyogandishwa, molekuli za nje zilizopozwa hujaribu kupoteza amplitude na frequency ya oscillations, lakini molekuli "joto" ndani ya chombo "huvuta" oscillations nyuma, hufanya kama vibrators, na za nje - kama resonators. Kivutio cha Ponderomotive * hutokea kati ya vibrators na resonators. Wakati nguvu ya ponderomotive inakuwa kubwa zaidi kuliko nguvu inayosababishwa na nishati ya kinetic ya molekuli (ambayo sio tu kutetemeka, lakini pia kusonga kwa mstari), kasi ya fuwele hutokea - "Athari ya Mpemba". Uunganisho wa ponderomotive ni dhaifu sana, athari ya Mpemba inategemea sana mambo yote yanayoambatana: kiasi cha maji ya kugandishwa, hali ya joto lake, hali ya kufungia, joto, convection, hali ya kubadilishana joto, kueneza kwa gesi, vibration ya kitengo cha friji. , uingizaji hewa, uchafu, uvukizi, nk hata kutoka kwa taa ... Kwa hiyo, athari ina maelezo mengi na wakati mwingine ni vigumu kuzaliana. Kwa sababu hiyo hiyo ya "resonant", maji ya kuchemsha huchemka haraka kuliko maji ambayo hayajachemshwa - kwa muda baada ya kuchemsha, resonance huhifadhi nguvu ya mitetemo ya molekuli za maji (upotezaji wa nishati wakati wa baridi ni kwa sababu ya upotezaji wa nishati ya kinetic ya mwendo wa mstari. molekuli). Kwa kupokanzwa sana, molekuli za vibrator hubadilisha majukumu na molekuli za resonator kwa kulinganisha na kufungia - mzunguko wa vibrators ni chini ya mzunguko wa resonators, ambayo ina maana kwamba sio kivutio kinachotokea kati ya molekuli, lakini kukataa, ambayo huharakisha mpito. hali nyingine ya mkusanyiko (jozi).

Vlad, 12/11/2012 03:42 AM

Umenivunja ubongo...

Anton, 02/04/2013 02:02

1. Je, kivutio hiki cha ponderomotive ni kikubwa sana ambacho kinaathiri mchakato wa uhamisho wa joto? 2. Je, hii ina maana kwamba wakati miili yote inapokanzwa kwa joto fulani, chembe zao za kimuundo huingia kwenye resonance? 3. kama matokeo ya nini, wakati wa baridi, resonance hii inatoweka? 4. Je, hii ni dhana yako? Ikiwa kuna chanzo, tafadhali onyesha. 5. Kwa mujibu wa nadharia hii, sura ya chombo itakuwa na jukumu muhimu, na ikiwa ni nyembamba na gorofa, basi tofauti katika muda wa kufungia haitakuwa kubwa; unaweza kuiangalia.

Gudrat, 11.03.2013 10:12 | METAK

Maji baridi tayari yana atomi za nitrojeni na umbali kati ya molekuli za maji ni karibu zaidi kuliko maji ya moto. Hiyo ni, hitimisho: Maji ya moto huchukua atomi za nitrojeni kwa kasi na wakati huo huo huganda haraka kuliko maji baridi - hii inalinganishwa na chuma cha kuzima, kwa kuwa maji ya moto hugeuka kuwa barafu na chuma cha moto huimarisha na baridi ya haraka!

Vladimir, 03/13/2013 06:50

au labda kama hii: wiani wa maji ya moto na barafu ni chini ya wiani wa maji baridi, na kwa hiyo maji hawana haja ya kubadili wiani wake, kupoteza muda na kufungia.

Alexey Mishnev, 03/21/2013 11:50

Kabla ya kuzungumza juu ya resonances, vivutio na vibrations ya chembe, ni muhimu kuelewa na kujibu swali: Ni nguvu gani zinazofanya chembe kutetemeka? Kwa sababu, bila nishati ya kinetic, hawezi kuwa na compression. Bila compression, hawezi kuwa na upanuzi. Bila upanuzi, hakuwezi kuwa na nishati ya kinetic! Unapoanza kuzungumza juu ya resonance ya nyuzi, kwanza ulifanya jitihada za kufanya moja ya nyuzi hizi zitetemeke! Wakati wa kuzungumza juu ya kivutio, lazima kwanza kabisa uonyeshe nguvu inayofanya miili hii kuvutia! Ninasema kuwa miili yote imebanwa na nishati ya sumakuumeme ya angahewa na ambayo inabana miili yote, vitu na chembe za msingi kwa nguvu ya kilo 1.33. si kwa cm2, bali kwa kila chembe ya msingi.Kwa kuwa shinikizo la angahewa haliwezi kuchagua!Usichanganye na kiasi cha nguvu!

Dodik, 05/31/2013 02:59 AM

Inaonekana kwangu kwamba umesahau ukweli mmoja - "Sayansi huanza ambapo vipimo huanza." Ni joto gani la maji "ya moto"? Je, joto la maji "baridi" ni nini? Makala haisemi neno lolote kuhusu hili. Kuanzia hapa tunaweza kuhitimisha - makala yote ni bullshit!

Grigory, 06/04/2013 12:17

Dodik, kabla ya kuita makala isiyo na maana, unapaswa kufikiri kujifunza, angalau kidogo. Na sio kipimo tu.

Dmitry, 12.24.2013 10:57

Masi ya maji ya moto hutembea kwa kasi zaidi kuliko hali ya hewa ya baridi, kwa sababu ya hii kuna mawasiliano ya karibu na mazingira, wanaonekana kunyonya baridi zote, kupungua haraka.

Ivan, 01/10/2014 05:53

Inashangaza kwamba nakala kama hiyo isiyojulikana inaonekana kwenye tovuti hii. Nakala hiyo haina kisayansi kabisa. Mwandishi na wachambuzi wote wanashindana katika kutafuta maelezo ya jambo hilo, bila kujisumbua kujua ikiwa jambo hilo linazingatiwa kabisa na, ikiwa linazingatiwa, basi chini ya hali gani. Zaidi ya hayo, hakuna hata makubaliano kuhusu kile tunachokiona! Kwa hivyo mwandishi anasisitiza juu ya hitaji la kuelezea athari ya kufungia haraka kwa ice cream ya moto, ingawa kutoka kwa maandishi yote (na maneno "athari ilipatikana katika majaribio ya ice cream") inafuata kwamba yeye mwenyewe hakufanya majaribio kama haya. . Kutoka kwa tofauti za "maelezo" ya jambo lililoorodheshwa katika makala, ni wazi kwamba majaribio tofauti kabisa yanaelezwa, yaliyowekwa katika hali tofauti na ufumbuzi tofauti wa maji. Kiini cha maelezo na hali ya utii ndani yao zinaonyesha kwamba hata ukaguzi wa kimsingi wa maoni yaliyoonyeshwa haukutekelezwa. Mtu fulani alisikia hadithi ya kuchekesha kwa bahati mbaya na akaelezea hitimisho lao la kubahatisha. Samahani, lakini huu sio utafiti wa kisayansi wa kimwili, lakini mazungumzo katika chumba cha kuvuta sigara.

Ivan, 01/10/2014 06:10

Kuhusu maneno katika makala kuhusu kujaza rollers na maji ya moto na mizinga ya kuosha kioo na maji baridi. Kila kitu ni rahisi kutoka kwa mtazamo wa fizikia ya msingi. Rink ya skating imejaa maji ya moto kwa sababu tu inafungia polepole zaidi. Roller lazima iwe ngazi na laini. Jaribu kuijaza kwa maji baridi - utapata matuta na "nodules", tk. maji _ haraka_ yataganda bila kuwa na wakati wa kuenea katika safu ya sare. Na moja ya moto itakuwa na muda wa kuenea katika safu hata, na barafu zilizopo na hillocks theluji itayeyuka. Pia si vigumu na washer: hakuna uhakika katika kumwaga maji safi kwenye baridi - hufungia kwenye kioo (hata moto); na kioevu cha moto kisicho na kufungia kinaweza kusababisha kupasuka kwa glasi baridi, pamoja na kuwa na kiwango cha kufungia kwenye glasi kwa sababu ya uvukizi wa kasi wa alkoholi kwenye njia ya glasi (kila mtu anafahamu kanuni ya mwanga wa mwezi bado. ? - pombe huvukiza, maji hubakia).

Ivan, 01/10/2014 06:34

Kwa kweli, ni ujinga kuuliza kwa nini majaribio mawili tofauti chini ya hali tofauti yanaendelea tofauti. Ikiwa jaribio limewekwa kwa usafi, basi unahitaji kuchukua maji ya moto na baridi ya utungaji sawa wa kemikali - tunachukua maji ya kuchemsha kabla ya kilichopozwa kutoka kwenye kettle sawa. Mimina ndani ya vyombo vinavyofanana (kwa mfano, glasi zenye kuta nyembamba). Hatuna kuweka juu ya theluji, lakini kwa msingi huo wa gorofa kavu, kwa mfano, meza ya mbao. Na sio kwenye friji ndogo, lakini katika thermostat ya kutosha - nilifanya majaribio miaka michache iliyopita kwenye dacha, wakati kulikuwa na hali ya hewa ya baridi nje ya -25C. Maji huangaza kwa joto fulani baada ya kutolewa kwa joto la fuwele. Dhana hiyo inatoka kwa taarifa kwamba maji ya moto hupoa haraka (hii ni hivyo, kwa mujibu wa fizikia ya kitambo, kiwango cha uhamishaji wa joto ni sawia na tofauti ya joto), lakini huhifadhi kiwango cha baridi kilichoongezeka hata wakati joto lake ni sawa na joto la hewa. maji baridi. Swali ni, ni tofauti gani kati ya maji yaliyopozwa hadi + 20C nje na maji yale yale yaliyopozwa hadi + 20C saa moja kabla, lakini katika chumba? Fizikia ya classical (kwa njia, kwa kuzingatia sio mazungumzo katika chumba cha kuvuta sigara, lakini kwa mamia ya maelfu na mamilioni ya majaribio) inasema: ndiyo, hakuna chochote, mienendo zaidi ya baridi itakuwa sawa (tu uhakika +20 maji ya moto yatafikia baadaye. ) Na jaribio linaonyesha vivyo hivyo: wakati tayari kuna ukoko mkali wa barafu kwenye glasi na maji baridi hapo awali, maji ya moto hayakufikiria hata kufungia. P.S. Kwa maoni ya Yuri Kuznetsov. Uwepo wa athari fulani unaweza kuzingatiwa kuwa umeanzishwa wakati hali za kutokea kwake zinaelezewa na hutolewa tena kwa utulivu. Na wakati tunayo haijulikani ni majaribio gani na hali zisizojulikana, ni mapema kujenga nadharia za maelezo yao na hii haitoi chochote kutoka kwa mtazamo wa kisayansi. P.P.S. Kweli, haiwezekani kusoma maoni ya Alexei Mishnev bila machozi ya mhemko - mtu anaishi katika aina fulani ya ulimwengu wa uwongo ambao hauhusiani na fizikia na majaribio ya kweli.

Gregory, 01/13/2014 10:58

Ivan, kwa uelewa wangu, unakanusha athari ya Mpemba? Je, haipo, kama majaribio yako yanavyoonyesha? Kwa nini inajulikana sana katika fizikia, na wengi wanajaribu kuielezea?

Ivan, 02/14/2014 01:51 AM

Mchana mzuri, Grigory! Athari ya majaribio ya uwongo ipo. Lakini, kama unavyojua, hii sio sababu ya kutafuta mifumo mpya katika fizikia, lakini sababu ya kuboresha ujuzi wa majaribio. Kama nilivyokwishaona kwenye maoni, katika majaribio yote yaliyotajwa hapo juu ya kueleza "athari ya Mpemba" watafiti hawawezi hata kueleza kwa uwazi ni nini hasa na katika hali gani wanapima. Na unataka kusema kwamba hawa ni wanafizikia wa majaribio? Usinifanye nicheke. Athari haijulikani katika fizikia, lakini katika majadiliano ya kisayansi ya uwongo kwenye vikao na blogi mbalimbali, ambazo sasa kuna bahari. Kama athari halisi ya mwili (kwa maana kama matokeo ya sheria zingine mpya za mwili, na sio kama matokeo ya tafsiri isiyo sahihi au hadithi tu) watu ambao wako mbali na fizikia wanaiona. Kwa hivyo hakuna sababu ya kusema juu ya matokeo ya majaribio tofauti yaliyofanywa chini ya hali tofauti kabisa kama athari moja ya mwili.

Pavel, 02/18/2014 09:59

hmm, watu ... makala ya "Maelezo ya Kasi" ... Hakuna kosa ...;) Ivan yuko sawa katika kila kitu ...

Gregory, 02/19/2014 12:50 PM

Ivan, ninakubali kwamba kuna tovuti nyingi za kisayansi-ghushi zinazochapisha nyenzo za kusisimua ambazo hazijathibitishwa sasa.? Kwani athari ya Mpemba bado inachunguzwa. Aidha, wanasayansi kutoka vyuo vikuu wanatafiti. Kwa mfano, mnamo 2013 athari hii ilichunguzwa na kikundi katika Chuo Kikuu cha Teknolojia huko Singapore. Angalia kiunga http://arxiv.org/abs/1310.6514 . Wanaamini wamepata maelezo ya athari hii. Sitaandika kwa undani juu ya kiini cha ugunduzi, lakini kwa maoni yao, athari inahusishwa na tofauti katika nishati zilizohifadhiwa katika vifungo vya hidrojeni.

Moiseeva N.P. 02.19.2014 03:04

Kwa kila mtu anayevutiwa na utafiti wa athari ya Mpemba, niliongezea kidogo nyenzo za makala na kutoa viungo ambapo unaweza kujijulisha na matokeo ya hivi karibuni (tazama maandishi). Asante kwa maoni.

Ildar, 02.24.2014 04:12 | hakuna maana katika kuorodhesha kila kitu

Ikiwa athari hii ya Mpemba kweli itatokea, basi ufafanuzi lazima utafutwa, nadhani, katika muundo wa molekuli ya maji. Maji (kama nilivyojifunza kutoka kwa fasihi maarufu ya sayansi) haipo kama molekuli za H2O, lakini katika vikundi vya molekuli kadhaa (hata makumi). Wakati joto la maji linapoongezeka, kasi ya harakati ya molekuli huongezeka, makundi huvunja dhidi ya kila mmoja, na vifungo vya valence vya molekuli hawana muda wa kukusanya makundi makubwa. Inachukua muda kidogo zaidi kwa ajili ya kuundwa kwa makundi kuliko kupungua kwa kasi ya harakati ya molekuli. Na kwa kuwa makundi ni ndogo, uundaji wa kimiani kioo ni kasi zaidi. Katika maji baridi, inaonekana, nguzo kubwa za kutosha huzuia uundaji wa kimiani; inachukua muda kwa uharibifu wao. Mimi mwenyewe niliona kwenye TV athari ya kushangaza wakati maji baridi, yamesimama kwa utulivu kwenye jar, yalibaki kioevu kwa saa kadhaa kwenye baridi. Lakini mara tu jar ilipochukuliwa, ambayo ni, walihamishwa kidogo kutoka mahali pake, maji kwenye mtungi mara moja yaliangaza, ikawa opaque, na mtungi ulipasuka. Naam, kuhani, ambaye alionyesha athari hii, alielezea hili kwa ukweli kwamba maji yaliwekwa wakfu. Kwa njia, zinageuka kuwa maji hubadilisha sana mnato wake kulingana na joto. Sisi, kama viumbe wakubwa, hatuonekani, na kwa kiwango cha crustaceans ndogo (mm na chini), na hata bakteria zaidi, mnato wa maji ni jambo muhimu sana. Mnato huu, nadhani, pia umewekwa na ukubwa wa makundi ya maji.

KIJIVU, 03/15/2014 05:30

yote tunayoona karibu ni sifa za uso (mali), kwa hiyo tunachukua kwa nishati tu kile tunaweza kupima au kuthibitisha kuwepo kwa njia yoyote, vinginevyo mwisho usiofaa. Jambo hili, athari ya Mpemba, inaweza tu kuelezewa na nadharia rahisi ya ujazo ambayo itaunganisha mifano yote ya kimaumbile katika muundo mmoja wa mwingiliano. kwa kweli kila kitu ni rahisi

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

lakini jinsi ya kufanya maji kukaa baridi lakini si joto wakati wewe kwenda katika gari!

alexey, 10/03/2014 01:09

Na hapa kuna "ugunduzi" mwingine unapoendelea. Maji kwenye chupa ya plastiki huganda kwa kasi zaidi huku kifuniko kikiwa wazi. Kwa kujifurahisha, nilianzisha jaribio mara nyingi kwenye baridi kali. Athari ni dhahiri. Habari wananadharia!

Eugene, 27.12.2014 08:40

Kanuni ya baridi inayoyeyuka. Tunachukua chupa mbili za hermetically zilizofungwa na maji baridi na ya moto. Tunaweka kwenye baridi. Maji baridi huganda haraka. Sasa tunachukua chupa sawa na maji baridi na ya moto, tuifungue na kuiweka kwenye baridi. Maji ya moto yatafungia kwa kasi zaidi kuliko maji baridi. Ikiwa tunachukua mabonde mawili ya maji baridi na ya moto, basi maji ya moto yatafungia kwa kasi zaidi. Hii ni kutokana na ukweli kwamba tunaongeza mawasiliano na anga. Uvukizi mkali zaidi, joto hupungua kwa kasi. Hapa ni muhimu kutaja sababu ya unyevu. Kadiri unyevu unavyopungua, ndivyo uvukizi unavyoongezeka na ndivyo baridi inavyozidi kuwa kali.

kijivu TOMSK, 03/01/2015 10:55

GRAY, 03/15/2014 05:30 - iliendelea Unachojua kuhusu halijoto sio yote. Kuna zaidi yake. Ikiwa tutaunda kwa usahihi mfano wa hali ya joto, basi itakuwa ufunguo wa kuelezea michakato ya nishati kutoka kwa utengamano, kuyeyuka na fuwele hadi mizani kama vile ongezeko la joto na ongezeko la shinikizo, ongezeko la shinikizo na ongezeko la joto. . Hata mfano wa kimwili wa nishati ya Jua utakuwa wazi kutoka hapo juu. Niko katika majira ya baridi. ... mwanzoni mwa chemchemi ya 20013, baada ya kuangalia mifano ya joto, aliandaa mfano wa joto la jumla. Baada ya miezi kadhaa nilikumbuka juu ya kitendawili cha halijoto ndipo nikagundua ... kwamba mfano wangu wa joto pia unaelezea kitendawili cha Mpemba. Hii ilikuwa Mei - Juni 2013. Mwaka umechelewa, lakini hiyo ni kwa bora. Mfano wangu wa kimwili ni fremu ya kugandisha na inaweza kusogezwa mbele na nyuma, na ina mwendo wa shughuli, shughuli ambayo kila kitu husogea. Nina darasa 8 za shule na miaka 2 ya chuo kikuu na marudio ya mada. Miaka 20 imepita. Kwa hivyo siwezi kuhusisha aina yoyote ya mifano ya kimwili ya wanasayansi maarufu, pamoja na fomula. Samahani sana.

Andrey, 11/08/2015 08:52

Kwa ujumla, nina wazo kuhusu kwa nini maji ya moto huganda haraka kuliko maji baridi. Na katika maelezo yangu, kila kitu ni rahisi sana, ikiwa una nia, niandikie kwa barua pepe: [barua pepe imelindwa]

Andrey, 11/08/2015 08:58

Samahani, nilitoa kisanduku cha barua kisicho sahihi, hii hapa ni barua pepe sahihi: [barua pepe imelindwa]

Victor, 12/23/2015 10:37

Inaonekana kwangu kila kitu ni rahisi, tuna theluji, hii ni gesi iliyoyeyuka, iliyopozwa chini, kwa hivyo inaweza kupoa haraka kwenye baridi, kwa sababu huvukiza na mara moja huangaza bila kupanda mbali, na maji katika hali ya gesi hupungua haraka kuliko katika kioevu)

Bekzhan, 01/28/2016 09:18

Hata mtu angefichua sheria hizi za dunia zinazohusishwa na madhara haya, asingeandika hapa.Kwa mtazamo wangu, haitakuwa jambo la kimantiki kufichua siri zake kwa watumiaji wa mtandao, wakati anaweza kuzichapisha katika kisayansi maarufu. majarida na kujithibitisha kibinafsi mbele ya watu. Kwa hivyo, kitakachoandikwa hapa kuhusu athari hii, yote haya si ya kimantiki kwa walio wengi.)))

Alex, 02/22/2016 12:48 PM

hujambo Wajaribio Uko sahihi unaposema kwamba Sayansi inaanzia wapi ... si Vipimo, bali Mahesabu. "Jaribio" - hoja ya milele na ya lazima kwa wale ambao wamenyimwa mawazo na kufikiri kwa mstari. Kasi ya molekuli kutoroka kutoka kwa maji baridi kwenda kwenye angahewa huamua kiwango cha nishati inayobeba kutoka kwa maji (kupoa ni upotezaji wa nishati) Kasi ya molekuli kutoka kwa maji ya moto ni kubwa zaidi na nishati inayobebwa ni ya mraba (kiwango). ya kupoeza kwa wingi wa maji iliyobaki) Hiyo ndiyo yote, ikiwa utaondoka kwenye " majaribio "na kumbuka Misingi ya Msingi ya Sayansi.

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

Katika siku hizo, wakati antifreeze ilikuwa nadra, maji kutoka kwa mfumo wa baridi wa magari katika karakana isiyo na joto ya huduma ya gari yalitolewa baada ya siku ya kufanya kazi ili sio kufuta kizuizi cha silinda au radiator - wakati mwingine wote pamoja. Maji ya moto yalimwagika asubuhi. Katika baridi kali, injini zilianza bila matatizo. Kwa namna fulani, kwa kutokuwepo kwa maji ya moto, walimwaga maji kutoka kwenye bomba. Maji yaliganda mara moja. Jaribio lilikuwa ghali - sawa na gharama ya kununua na kuchukua nafasi ya kizuizi cha silinda na radiator ya gari la ZIL-131. Ambaye haamini, basi aangalie. na Mpemba akajaribu kutumia ice cream. Crystallization inaendelea tofauti katika ice cream kuliko katika maji. Jaribu kung'ata kipande cha aiskrimu na kipande cha barafu kwa meno yako. Uwezekano mkubwa zaidi, haukufungia, lakini unene kama matokeo ya baridi. Na maji safi, iwe ya moto au baridi, huganda kwa 0 * C. Maji baridi ni haraka, lakini maji ya moto huchukua muda kupoa.

Wanderer, 05/06/2016 12:54 PM | kwa Alex

"c" - kasi ya mwanga katika utupu E = mc ^ 2 - fomula inayoonyesha usawa wa misa na nishati

Albert, 07/27/2016 08:22

Kwanza, kuna mlinganisho na yabisi (hakuna mchakato wa uvukizi). Hivi majuzi nilikuwa nikiuza mabomba ya maji ya shaba. Mchakato unafanyika kwa kupokanzwa burner ya gesi hadi kiwango cha kuyeyuka cha solder. Wakati wa joto wa kiungo kimoja na sleeve ni takriban dakika moja. Niliuza kiungo kimoja na sleeve na baada ya dakika kadhaa niligundua kuwa nilikuwa nimeiuza vibaya. Ilichukua muda kidogo kusongesha bomba kwenye sleeve. Nilianza kurejesha ushirikiano na burner na, kwa kushangaza, ilichukua dakika 3-4 ili joto la pamoja kwa joto la kuyeyuka. Jinsi gani!? Baada ya yote, bomba bado ni moto na, inaonekana, nishati kidogo inahitajika ili kuipasha joto hadi kiwango cha kuyeyuka, lakini kila kitu kiligeuka kuwa kinyume. Yote ni juu ya conductivity ya mafuta, ambayo ni ya juu zaidi kwa bomba tayari inapokanzwa na mpaka kati ya bomba la joto na baridi liliweza kusonga mbali na makutano kwa dakika mbili. Sasa kuhusu maji. Tutatumia dhana za chombo cha moto na cha nusu. Katika chombo chenye joto kali, kiolesura chembamba cha halijoto hufanyiza kati ya chembe chembe za moto, zinazotembea sana na zisizofanya kazi, baridi, ambazo husogea kwa haraka kutoka pembezoni hadi katikati, kwa sababu kwenye mpaka huu chembe za haraka huacha nishati yao (hupozwa) na chembe. upande wa pili wa mpaka. Kwa kuwa kiasi cha chembe za baridi za nje ni kubwa zaidi, chembe za haraka, zinazotoa nishati yao ya joto, haziwezi joto kwa kiasi kikubwa chembe za baridi za nje. Kwa hiyo, mchakato wa baridi wa maji ya moto hutokea kiasi haraka. Maji yenye joto la nusu yana conductivity ya chini sana ya mafuta na upana wa mpaka kati ya chembe za joto na baridi ni pana zaidi. Uhamisho kuelekea katikati ya mpaka huo mpana hutokea polepole zaidi kuliko katika kesi ya chombo cha moto. Matokeo yake, chombo cha moto kinapunguza kasi zaidi kuliko joto. Nadhani ni muhimu kufuatilia mienendo ya mchakato wa baridi wa maji ya joto tofauti kwa kuweka sensorer kadhaa za joto kutoka katikati hadi makali ya chombo.

Max, 11/19/2016 05:07 AM

Iliangaliwa: kwenye Yamal, kwenye baridi, bomba iliyo na maji ya gryachy huganda na lazima uipashe joto, lakini sio baridi!

Artem, 12/09/2016 01:25

Ni vigumu, lakini nadhani kwamba maji baridi ni denser kuliko maji ya moto ni bora zaidi kuliko maji ya kuchemsha, na kisha kuna kuongeza kasi katika baridi, nk. maji ya moto hufikia joto la baridi na kuipita, na ikiwa tutazingatia ukweli kwamba maji ya moto huganda kutoka chini na sio kutoka juu kama ilivyoandikwa hapo juu, hii inaharakisha mchakato sana!

Alexander Sergeev, 21.08.2017 10:52

Hakuna athari kama hiyo. Ole! Mnamo 2016, nakala ya kina juu ya mada hiyo ilichapishwa katika Nature: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Ni wazi kutoka kwake kwamba kwa majaribio ya makini (ikiwa sampuli za maji ya joto na baridi ni sawa katika kila kitu. isipokuwa joto), athari haizingatiwi ...

Zavlab, 08/22/2017 05:31

Victor, 10/27/2017 03:52 AM

"Ni kweli." - ikiwa shule haikuelewa nini uwezo wa joto na sheria ya uhifadhi wa nishati ni. Ni rahisi kuangalia - kwa hili unahitaji: tamaa, kichwa, mikono, maji, jokofu na saa ya kengele. Na rinks za skating, kama wataalam wanasema, kufungia (kujaza) na maji baridi, na kwa maji ya joto ngazi ya barafu iliyokatwa. Na wakati wa msimu wa baridi, kioevu cha antifreeze lazima kimwagike kwenye hifadhi ya washer, sio maji. Maji yatafungia kwa hali yoyote, na maji baridi yatafungia kwa kasi.

Irina, 01/23/2018 10:58

wanasayansi kote ulimwenguni wamekuwa wakipigana na kitendawili hiki tangu wakati wa Aristotle, na Victor, Zavlab na Sergeev waligeuka kuwa werevu zaidi.

Denis, 02/01/2018 08:51

Kila kitu kimeandikwa kwa usahihi katika makala. Lakini sababu ni tofauti kidogo. Katika mchakato wa kuchemsha, hewa iliyoyeyushwa ndani yake huvukiza kutoka kwa maji, kwa hivyo, maji ya kuchemsha yanapopoa, kwa sababu hiyo, msongamano wake utakuwa chini ya ule wa maji mbichi ya joto sawa. Hakuna sababu zingine za conductivity tofauti za mafuta isipokuwa msongamano tofauti.

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

Irina :), "wanasayansi wa Dunia nzima" hawapigani na "kitendawili" hiki, kwa wanasayansi wa kweli "kitendawili" hiki haipo - kinathibitishwa kwa urahisi katika hali ya kuzaliana vizuri. "Kitendawili" kilionekana kwa sababu ya majaribio yasiyoweza kuzalishwa ya mvulana wa Kiafrika Mpemba na ilitiwa chumvi na "wanasayansi" kama hao :)

Katika makala hii tutaangalia swali la kwa nini maji ya moto hufungia kwa kasi zaidi kuliko maji baridi.

Maji ya moto huganda haraka kuliko maji baridi! Mali hii ya ajabu ya maji, ambayo wanasayansi hawawezi kupata maelezo halisi, imejulikana tangu nyakati za kale. Kwa mfano, hata katika Aristotle, kuna maelezo ya uvuvi wa majira ya baridi: wavuvi waliingiza viboko vya uvuvi kwenye mashimo kwenye barafu, na, ili waweze kufungia ndani, wakamwaga maji ya joto kwenye barafu. Jina la jambo hili lilitolewa kwa jina la Erasto Mpemba katika miaka ya 60 ya karne ya XX. Mnemba aliona athari ya ajabu alipokuwa akiandaa ice cream, akamgeukia mwalimu wake wa fizikia, Dk.Denis Osborne, ili apate maelezo. Mpemba na Dk Osborne walifanya majaribio ya maji ya joto tofauti na kuhitimisha kuwa karibu maji yanayochemka huanza kuganda kwa kasi zaidi kuliko maji kwenye joto la kawaida. Wanasayansi wengine walifanya majaribio yao wenyewe na kupata matokeo sawa kila wakati.

Ufafanuzi wa jambo la kimwili

Hakuna maelezo yanayokubalika kwa ujumla kwa nini hii inafanyika. Watafiti wengi wanapendekeza kwamba yote ni juu ya hypothermia ya kioevu, ambayo hutokea wakati joto lake linapungua chini ya kiwango cha kufungia. Kwa maneno mengine, ikiwa maji yanafungia kwa joto chini ya 0 ° C, basi maji ya supercooled yanaweza kuwa na joto la, kwa mfano, -2 ° C na wakati huo huo kubaki kioevu bila kugeuka kuwa barafu. Tunapojaribu kufungia maji baridi, nafasi ni kwamba itakuwa ya kwanza kuwa supercooled, na itakuwa ngumu tu baada ya muda. Taratibu zingine hufanyika katika maji moto. Mabadiliko yake ya haraka katika barafu yanahusishwa na convection.

Convection- Hii ni jambo la kimwili ambalo tabaka za chini za joto za kioevu hupanda, na zile za juu, zilizopozwa, hushuka.

21.11.2017 11.10.2018 Alexander Firtsev

« Ni maji gani hugandisha haraka baridi au moto?"- jaribu kuuliza swali kwa marafiki zako, uwezekano mkubwa wengi wao watajibu kwamba maji baridi huganda haraka - na kufanya makosa.

Kwa kweli, ikiwa wakati huo huo unaweka vyombo viwili vya sura sawa na kiasi kwenye friji, moja ambayo itakuwa na maji baridi na nyingine ya moto, basi maji ya moto yatafungia kwa kasi zaidi.

Kauli kama hiyo inaweza kuonekana kuwa ya kipuuzi na isiyo na maana. Ikiwa unafuata mantiki, basi maji ya moto yanapaswa kwanza kupungua hadi joto la baridi, na baridi kwa wakati huu inapaswa kuwa tayari kugeuka kuwa barafu.

Kwa hivyo kwa nini maji ya moto hupita maji baridi kwenye njia ya kuganda? Hebu jaribu kufikiri.

Historia ya uchunguzi na utafiti

Watu wameona athari ya kitendawili tangu nyakati za zamani, lakini hakuna mtu aliyeshikilia umuhimu mkubwa kwake. Hivi ndivyo Arrestotel, pamoja na René Descartes na Francis Bacon, walibainisha katika maelezo yao kwamba hakuna mechi katika kiwango cha kufungia kwa maji baridi na ya moto. Jambo lisilo la kawaida mara nyingi lilijidhihirisha katika maisha ya kila siku.

Kwa muda mrefu, jambo hilo halijasomwa kwa njia yoyote na halikuamsha shauku kubwa kati ya wanasayansi.

Utafiti wa athari isiyo ya kawaida ulianza mwaka 1963 wakati mwanafunzi mdadisi kutoka Tanzania, Erasto Mpemba, aligundua kuwa ice cream ya moto huganda haraka kuliko maziwa baridi. Akiwa na matumaini ya kupata maelezo ya sababu za athari hiyo isiyo ya kawaida, kijana huyo alimuuliza mwalimu wake wa fizikia shuleni. Hata hivyo, mwalimu alimcheka tu.

Baadaye, Mpemba alirudia jaribio hilo, lakini katika majaribio yake hakutumia tena maziwa, bali maji, na athari ya kitendawili ilirudiwa tena.

Miaka 6 baadaye - mnamo 1969, Mpemba aliuliza swali hili kwa profesa wa fizikia Dennis Osborne ambaye alikuja shuleni kwake. Profesa alipendezwa na uchunguzi wa kijana huyo, kwa sababu hiyo, jaribio lilifanyika, ambalo lilithibitisha uwepo wa athari, lakini sababu za jambo hili hazijaanzishwa.

Tangu wakati huo, jambo hilo limeitwa Mpemba athari.

Katika historia yote ya uchunguzi wa kisayansi, nadharia nyingi zimewekwa mbele kuhusu sababu za jambo hilo.

Kwa hivyo mnamo 2012, Jumuiya ya Kifalme ya Kemikali ya Uingereza ingetangaza shindano la nadharia zinazoelezea athari ya Mpemba. Wanasayansi kutoka kote ulimwenguni walishiriki katika shindano hilo, jumla ya karatasi 22,000 za kisayansi zilisajiliwa. Licha ya idadi hiyo ya kuvutia ya makala, hakuna hata moja iliyofafanua kitendawili cha Mpemba.

Toleo la kawaida lilikuwa kwamba maji ya moto hufungia kwa kasi, kwa sababu hupuka tu kwa kasi, kiasi chake kinakuwa kidogo, na kiasi kinapungua, kiwango chake cha baridi kinaongezeka. Toleo la kawaida zaidi hatimaye lilikataliwa kwani jaribio lilifanywa ambapo uvukizi haukujumuishwa, lakini athari ilithibitishwa.

Wanasayansi wengine waliamini kuwa chanzo cha athari ya Mpemba ni uvukizi wa gesi zinazoyeyushwa kwenye maji. Kwa maoni yao, gesi kufutwa katika maji hupuka wakati wa joto, kutokana na ambayo hupata wiani mkubwa zaidi kuliko maji baridi. Kama unavyojua, ongezeko la wiani husababisha mabadiliko katika mali ya kimwili ya maji (kuongezeka kwa conductivity ya mafuta), na, kwa hiyo, ongezeko la kiwango cha baridi.

Kwa kuongezea, nadharia kadhaa zimewekwa mbele zinazoelezea kiwango cha mzunguko wa maji kama kazi ya joto. Katika tafiti nyingi, jaribio lilifanywa ili kuanzisha uhusiano kati ya nyenzo za vyombo ambazo kioevu kilikuwa iko. Nadharia nyingi zilionekana kuwa za kawaida sana, lakini haikuwezekana kuzithibitisha kisayansi kwa sababu ya ukosefu wa data ya awali, utata katika majaribio mengine, au kutokana na ukweli kwamba mambo yaliyofunuliwa hayakulinganishwa na kiwango cha baridi ya maji. Wanasayansi fulani katika kazi zao walitilia shaka kuwepo kwa athari hiyo.

Mnamo mwaka wa 2013, watafiti katika Chuo Kikuu cha Teknolojia cha Nanyang huko Singapore walisema wametatua kitendawili cha athari ya Mpemba. Kulingana na utafiti wao, sababu ya jambo hilo liko katika ukweli kwamba kiasi cha nishati iliyohifadhiwa katika vifungo vya hidrojeni kati ya molekuli ya maji baridi na ya moto ni tofauti sana.

Mbinu za kuiga kompyuta zimeonyesha matokeo yafuatayo: juu ya joto la maji, umbali mkubwa kati ya molekuli kutokana na ukweli kwamba nguvu za kukataa huongezeka. Kwa hivyo, vifungo vya hidrojeni vya molekuli vinanyoshwa, na kuhifadhi nishati zaidi. Wakati kilichopozwa, molekuli huanza kukaribia kila mmoja, ikitoa nishati kutoka kwa vifungo vya hidrojeni. Katika kesi hiyo, kutolewa kwa nishati kunafuatana na kupungua kwa joto.

Mnamo Oktoba 2017, wanafizikia wa Kihispania katika kipindi cha utafiti wao uliofuata waligundua kuwa ni kuondolewa kwa suala kutoka kwa usawa (inapokanzwa kali kabla ya baridi kali) ina jukumu kubwa katika malezi ya athari. Walitambua hali ambazo uwezekano wa athari kuwa mkubwa zaidi. Aidha, wanasayansi kutoka Hispania wamethibitisha kuwepo kwa athari kinyume cha Mpemba. Waligundua kuwa inapokanzwa, sampuli ya baridi inaweza kufikia joto la juu kwa kasi zaidi kuliko joto.

Licha ya habari kamili na majaribio mengi, wanasayansi wanakusudia kuendelea kusoma athari.

Athari ya Mpemba katika maisha halisi

Umewahi kujiuliza kwa nini wakati wa baridi rink ya barafu imejaa maji ya moto, na sio baridi? Kama ulivyoelewa tayari, hufanya hivi kwa sababu rink ya barafu iliyojazwa na maji ya moto itaganda haraka kuliko ikiwa imejaa maji baridi. Kwa sababu hiyo hiyo, slaidi katika miji ya barafu ya msimu wa baridi imejaa maji ya moto.

Kwa hivyo, ujuzi wa kuwepo kwa jambo hilo huwawezesha watu kuokoa muda wakati wa kuandaa maeneo ya michezo ya majira ya baridi.

Kwa kuongeza, athari ya Mpemba wakati mwingine hutumiwa katika sekta - kupunguza muda wa kufungia wa bidhaa, vitu na vifaa vyenye maji.