Maji huganda mara moja. Kwa nini maji ya moto huganda haraka kuliko maji baridi

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

Maji ya moto huganda kwa kasi zaidi kuliko maji baridi! Mali hii ya ajabu ya maji, ambayo wanasayansi bado 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, kuna nafasi kwamba itakuwa ya kwanza kuwa supercooled na kuimarisha tu baada ya muda. Taratibu zingine hufanyika katika maji moto. Mabadiliko yake ya haraka kuwa barafu yanahusishwa na convection.

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

Inaonekana dhahiri kuwa maji baridi huganda haraka kuliko maji ya moto, kwani chini ya hali sawa maji ya moto huchukua muda mrefu kupoa na kufungia. Hata hivyo, uchunguzi wa milenia, pamoja na majaribio ya kisasa yameonyesha kuwa kinyume chake pia ni kweli: chini ya hali fulani, maji ya moto hufungia kwa kasi zaidi kuliko maji baridi. Sciencium inaelezea jambo hili:

Kama ilivyoelezwa kwenye video hapo juu, hali ya maji ya moto kuganda kwa kasi zaidi kuliko maji baridi inajulikana kama athari ya Mpemba, iliyopewa jina la Erasto Mpemba, mwanafunzi wa Kitanzania aliyetengeneza ice cream mwaka 1963 kama sehemu ya mradi wa shule. Wanafunzi walipaswa kuleta mchanganyiko wa cream na sukari kwa chemsha, wacha iwe baridi, na kisha kuiweka kwenye friji.

Badala yake, Erasto aliweka mchanganyiko wake mara moja, moto, bila kungoja upoe. Kama matokeo, baada ya masaa 1.5, mchanganyiko wake ulikuwa tayari umeganda, lakini mchanganyiko wa wanafunzi wengine haukuwa. Akiwa amevutiwa na jambo hilo, Mpemba alianza kusoma suala hilo na profesa wa fizikia, Denis Osborne, na mnamo 1969 walichapisha makala iliyosema kuwa maji ya joto huganda haraka kuliko maji baridi. Huu ulikuwa uchunguzi wa kwanza wa aina hiyo uliopitiwa na rika, lakini jambo lenyewe limetajwa kwenye karatasi za Aristotle, zilizoanzia karne ya 4 KK. NS. Francis Bacon na Descartes pia walibainisha jambo hili katika masomo yao.

Video inaorodhesha chaguzi kadhaa za kuelezea kile kinachotokea:

1. Frost ni dielectric, na kwa hivyo maji baridi ya baridi huhifadhi joto bora kuliko glasi ya joto, ambayo huyeyusha barafu inapogusana nayo.
2. Kuna gesi nyingi zilizoyeyushwa katika maji baridi kuliko maji ya joto, na watafiti wanakisia kuwa hii inaweza kuchukua jukumu katika kiwango cha kupoeza, ingawa bado haijawa wazi jinsi gani
3. Maji ya moto hupoteza molekuli nyingi za maji kwa sababu ya uvukizi, kwa hivyo kidogo huachwa kwa kufungia
4. Maji ya joto yanaweza kupozwa kwa kasi kwa kuongeza mikondo ya convective. Mikondo hii hutokea kwa sababu, kwanza kabisa, maji katika kioo hupozwa juu ya uso na kando, na kusababisha maji baridi kuzama na moja ya moto kuongezeka. Katika glasi ya joto, mikondo ya convective inafanya kazi zaidi, ambayo inaweza kuathiri kiwango cha baridi.

Hata hivyo, utafiti uliodhibitiwa kwa uangalifu ulifanyika mwaka wa 2016, ambao ulionyesha kinyume chake: maji ya moto yaliganda polepole zaidi kuliko maji baridi. Wakati huo huo, wanasayansi waliona kwamba kubadilisha eneo la thermocouple - kifaa kinachoamua kushuka kwa joto - kwa sentimita moja tu husababisha kuonekana kwa athari ya Mpemba. Utafiti wa kazi zingine zinazofanana ulionyesha kuwa katika hali zote wakati athari hii ilizingatiwa, kulikuwa na uhamishaji wa thermocouple ndani ya sentimita.

Jumuiya ya Kifalme ya Kemia ya Uingereza inatoa tuzo ya Pauni 1,000 kwa mtu yeyote ambaye anaweza kueleza kisayansi kwa nini maji ya moto huganda haraka kuliko maji baridi katika visa vingine.

"Sayansi ya kisasa bado haiwezi kujibu swali hili linaloonekana kuwa rahisi. Watengenezaji aiskrimu na wahudumu wa baa hutumia athari hii katika kazi zao za kila siku, lakini hakuna anayejua kwa nini inafanya kazi. Tatizo hili limejulikana kwa milenia nyingi, wanafalsafa kama Aristotle na Descartes wametafakari juu yake, "Rais wa Jumuiya ya Kifalme ya Kemia ya Uingereza, Profesa David Philips, alinukuliwa katika taarifa kwa vyombo vya habari kutoka kwa Sosaiti.

Jinsi mpishi kutoka Afrika alivyomshinda profesa wa fizikia wa Uingereza

Huu sio utani wa Aprili Fool, lakini ukweli mkali wa kimwili. Sayansi ya sasa, ambayo inafanya kazi kwa urahisi na galaksi na shimo nyeusi, huunda vichapuzi vikubwa vya kutafuta quarks na bosons, haiwezi kuelezea jinsi maji ya msingi "hufanya kazi". Kitabu cha shule kinasema wazi kwamba mwili wa joto huchukua muda mrefu zaidi kuliko mwili wa baridi. Lakini kwa maji, sheria hii haizingatiwi kila wakati. Aristotle aliangazia kitendawili hiki katika karne ya 4 KK. NS. Hivi ndivyo Mgiriki wa kale aliandika katika kitabu Meteorologicala I: “Uhakika wa kwamba maji yamepashwa joto huifanya kuganda. Kwa hivyo, watu wengi, wanapotaka kupoza maji ya moto haraka, huiweka kwenye jua kwanza ... "Katika Zama za Kati, Francis Bacon na Rene Descartes walijaribu kuelezea jambo hili. Ole, sio wanafalsafa wakuu, au wanasayansi wengi ambao walitengeneza fizikia ya joto ya asili walifanikiwa katika hili, na kwa hivyo ukweli huu usiofaa "ulisahaulika" kwa muda mrefu.

Na tu mnamo 1968 "walikumbuka" shukrani kwa mtoto wa shule Erasto Mpemba kutoka Tanzania, mbali na sayansi yoyote. Akiwa anasoma katika shule ya sanaa, mwaka 1963, Mpembe mwenye umri wa miaka 13 alipewa kazi ya kutengeneza ice cream. Kwa mujibu wa teknolojia, ilikuwa ni lazima kuchemsha maziwa, kufuta sukari ndani yake, baridi kwa joto la kawaida, na kisha kuiweka kwenye jokofu ili kufungia. Inavyoonekana, Mpemba hakuwa mwanafunzi mwenye bidii na alisitasita. Akihofia kwamba hangefika kwa wakati mwishoni mwa somo, aliweka maziwa ya moto kwenye jokofu. Kwa mshangao wake, iliganda hata mapema kuliko maziwa ya wandugu wake, iliyoandaliwa kulingana na sheria zote.

Mpemba aliposhiriki ugunduzi wake na mwalimu wa fizikia, alimdhihaki mbele ya darasa zima. Mpemba akakumbuka uchungu. Miaka mitano baadaye, tayari ni mwanafunzi katika chuo kikuu cha Dar es Salaam, alikuwa kwenye mhadhara wa mwanafizikia maarufu Denis G. Osborne. Baada ya hotuba hiyo, aliuliza mwanasayansi swali: "Ikiwa unachukua vyombo viwili vinavyofanana na kiasi sawa cha maji, moja kwa 35 ° C (95 ° F) na nyingine kwa 100 ° C (212 ° F), na kuweka. kwenye friji, kisha maji kwenye chombo cha moto yataganda haraka. Kwa nini?" Unaweza kufikiria jibu la profesa wa Uingereza kwa swali la kijana kutoka Tanzania iliyoachwa na Mungu. Alimdhihaki mwanafunzi. Hata hivyo, Mpemba alikuwa tayari kwa jibu hilo na akampa changamoto mwanasayansi huyo kwa dau. Mzozo wao uliisha kwa jaribio la majaribio lililothibitisha usahihi wa Mpemba na kushindwa kwa Osborne. Hivyo mwanafunzi-mpishi aliandika jina lake katika historia ya sayansi, na tangu sasa jambo hili linaitwa "athari ya Mpemba". Kuitupa, kuitangaza kana kwamba "haipo" haifanyi kazi. Jambo hilo lipo, na, kama mshairi aliandika, "sio kwa meno."

Je, chembe za vumbi na miyeyusho ya kulaumiwa?

Kwa miaka mingi, wengi wamejaribu kufunua fumbo la maji ya kuganda. Kundi zima la maelezo ya jambo hili limependekezwa: uvukizi, convection, ushawishi wa solutes - lakini hakuna hata moja ya mambo haya inaweza kuchukuliwa kuwa ya mwisho. Wanasayansi kadhaa wamejitolea maisha yao yote kwa athari ya Mpemba. Katika Idara ya Usalama wa Mionzi ya Chuo Kikuu cha Jimbo la New York, James Brownridge amekuwa akisoma kitendawili hicho katika muda wake wa ziada kwa zaidi ya muongo mmoja. Baada ya kufanya mamia ya majaribio, mwanasayansi anadai kuwa na ushahidi wa "hatia" ya hypothermia. Brownridge anaelezea kuwa saa 0 ° C, maji ni supercooled tu, na huanza kufungia wakati joto linapungua chini. Sehemu ya kufungia inadhibitiwa na uchafu ndani ya maji - hubadilisha kiwango cha malezi ya fuwele za barafu. Uchafu, na hizi ni nafaka za vumbi, bakteria na chumvi zilizoyeyushwa, zina hali ya joto ya nucleation kwao, wakati fuwele za barafu zinaundwa karibu na vituo vya fuwele. Wakati kuna vipengele kadhaa katika maji mara moja, hatua ya kufungia imedhamiriwa na moja yenye joto la juu la nucleation.

Kwa jaribio, Brownridge alichukua sampuli mbili za maji ya joto sawa na kuziweka kwenye freezer. Aligundua kuwa moja ya vielelezo kila mara huganda kabla ya nyingine - labda kwa sababu ya mchanganyiko tofauti wa uchafu.

Brownridge anadai kuwa maji ya moto hupoa haraka kutokana na tofauti kubwa ya joto kati ya maji na friza - hii husaidia kufikia kiwango chake cha kuganda kabla ya maji baridi kufikia kiwango chake cha asili cha kuganda, ambacho ni angalau 5 ° C chini.

Walakini, mawazo ya Brownridge yanazua maswali mengi. Kwa hivyo, wale wanaoweza kuelezea athari ya Mpemba kwa njia yao wenyewe wana nafasi ya kushindana kwa pauni elfu kutoka Jumuiya ya Kemikali ya Kifalme ya Uingereza.

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 katika mambo mengi iwezekanavyo. Kwa kuongeza, katika pseudo-kisayansi, na hata katika ulimwengu wa kisayansi, kuna majadiliano kuhusu ambayo maji hufungia kwa kasi - moto au baridi. Yeyote atakayethibitisha kuganda kwa kasi kwa vinywaji vya moto chini ya hali fulani na kuthibitisha kisayansi uamuzi wao atapokea tuzo ya £ 1000 kutoka kwa Jumuiya ya Kifalme ya Wanakemia ya Uingereza.

Historia ya suala hilo

Ukweli kwamba wakati hali kadhaa zinatimizwa, maji ya moto ni haraka kuliko maji baridi kwa kiwango cha kufungia, ilionekana nyuma 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 alidhihaki taarifa hiyohiyo ya swali, akisema kwa upole kwamba mwanafunzi yeyote aliyefeli 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 kupoa kwa maji unalingana 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 hufungia 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%;
• ukubwa wa 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 kuyeyuka;
• kwa joto la juu la maji, mchanganyiko wake wa convection hutokea, ambayo hupunguza muda wa kufungia;
• gesi kufutwa katika maji kupunguza kiwango cha kuganda, kuchukua nishati kwa ajili ya fuwele - hakuna gesi kufutwa katika maji ya moto.

Masharti haya yote yamejaribiwa mara kwa mara. 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 kutolewa tena chini ya hali fulani, utafutaji na vipimo ambavyo hadi sasa hakuna mtu aliyehusika.

Kuna mambo mengi ambayo huathiri maji ambayo huganda haraka, moto au baridi, lakini swali lenyewe linaonekana kuwa lisilo la kawaida. Inadokezwa, na inajulikana kutokana na fizikia, kwamba maji ya moto bado yanahitaji muda wa kupoa hadi joto la maji baridi yanayofanana na kugeuka kuwa barafu. Katika maji baridi, hatua hii inaweza kuruka, na, ipasavyo, inashinda kwa wakati.

Lakini jibu la swali ambalo maji huganda haraka - baridi au moto - nje kwenye baridi, anajua mwenyeji yeyote wa latitudo za kaskazini. Kwa kweli, kisayansi, zinageuka kuwa kwa hali yoyote, maji baridi lazima tu kufungia haraka.

Mwalimu wa fizikia, ambaye alifikiwa na mvulana wa shule Erasto Mpemba mnamo 1963 na ombi la kuelezea kwa nini mchanganyiko baridi wa aiskrimu ya siku zijazo huganda kwa muda mrefu kuliko ile inayofanana lakini ya moto, alifikiria vivyo hivyo.

"Hii sio fizikia ya ulimwengu, lakini aina fulani ya fizikia ya Mpemba"

Wakati huo, mwalimu alicheka tu kwa hii, lakini Deniss Osborne, profesa wa fizikia ambaye wakati mmoja alisimama na shule hiyo hiyo ambayo Erasto alisoma, alithibitisha kwa majaribio uwepo wa athari kama hiyo, ingawa hakukuwa na maelezo ya hii wakati huo. Mnamo 1969, jarida maarufu la kisayansi lilichapisha nakala ya pamoja ya watu hawa wawili ambao walielezea athari hii ya kipekee.

Tangu wakati huo, kwa njia, swali la ni maji gani huganda kwa kasi - moto au baridi - ina jina lake - athari, au kitendawili, cha Mpemba.

Swali liliibuka kwa muda mrefu

Kwa kawaida, jambo kama hilo lilifanyika hapo awali, na lilitajwa katika kazi za wanasayansi wengine. Sio tu mwanafunzi wa shule aliyependezwa na suala hili, lakini Rene Descartes na hata Aristotle walifikiria juu yake wakati wao.

Hapa ni mbinu tu za kutatua kitendawili hiki kilianza kuangalia tu mwishoni mwa karne ya ishirini.

Masharti ya kutokea kwa kitendawili

Kama ilivyo kwa aiskrimu, sio maji ya kawaida tu ambayo huganda wakati wa jaribio. Masharti fulani lazima yawepo ili kuanza kubishana ni maji gani huganda haraka - baridi au moto. Ni nini kinachoathiri mwendo wa mchakato huu?

Sasa, katika karne ya 21, chaguzi kadhaa zimewekwa mbele ambazo zinaweza kuelezea kitendawili hiki. Ambayo maji huganda haraka, moto au baridi, inaweza kutegemea ukweli kwamba ina kasi ya uvukizi kuliko ile ya maji baridi. Kwa hivyo, kiasi chake hupungua, na kwa kupungua kwa kiasi, wakati wa kufungia unakuwa mfupi kuliko ikiwa tunachukua kiasi sawa cha awali cha maji baridi.

Osha friji kwa muda mrefu

Ni maji gani huganda haraka, na kwa nini hufanyika, yanaweza kuathiriwa na safu ya theluji ambayo inaweza kupatikana kwenye friji ya jokofu inayotumiwa kwa jaribio. Ikiwa unachukua vyombo viwili vinavyofanana kwa kiasi, lakini moja yao ina maji ya moto, na nyingine ina maji baridi, chombo kilicho na maji ya moto kitayeyusha theluji chini yake, na hivyo kuboresha mawasiliano ya kiwango cha mafuta na ukuta wa joto. jokofu. Chombo cha maji baridi hakiwezi kufanya hivyo. Ikiwa hakuna bitana kama hiyo na theluji kwenye chumba cha jokofu, maji baridi yanapaswa kufungia haraka.

Juu - Chini

Pia, jambo ambalo maji huganda haraka - moto au baridi, inaelezewa kama ifuatavyo. Kufuatia sheria fulani, maji baridi huanza kufungia kutoka kwenye tabaka za juu, wakati maji ya moto yanafanya kinyume chake - huanza kufungia kutoka chini hadi juu. Wakati huo huo, zinageuka kuwa maji baridi, kuwa na safu ya baridi juu na barafu tayari sumu katika maeneo, hivyo mbaya zaidi taratibu za convection na mionzi ya mafuta, na hivyo kueleza ambayo maji kufungia kwa kasi - baridi au moto. Picha kutoka kwa majaribio ya wasomi imeambatishwa, na inaonekana wazi hapa.

Joto hutoka, huelekea juu, na huko hukutana na safu iliyopozwa sana. Hakuna njia ya bure ya mionzi ya joto, hivyo mchakato wa baridi unakuwa mgumu. Maji ya moto hayana vizuizi kama hivyo kwenye njia yake. Ambayo hufungia kwa kasi - baridi au moto, ambayo matokeo yanayowezekana inategemea, unaweza kupanua jibu kwa ukweli kwamba maji yoyote yana vitu fulani kufutwa ndani yake.

Uchafu katika maji kama sababu inayoathiri matokeo

Ikiwa huna kudanganya na kutumia maji na muundo sawa, ambapo viwango vya vitu fulani vinafanana, basi maji baridi yanapaswa kufungia kwa kasi zaidi. Lakini ikiwa hali hutokea wakati vipengele vya kemikali vya kufutwa vinapatikana tu katika maji ya moto, na maji baridi hayamiliki, basi kuna fursa ya maji ya moto kufungia mapema. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba solutes katika maji huunda vituo vya crystallization, na kwa idadi ndogo ya vituo hivi, mabadiliko ya maji katika hali imara ni vigumu. Inawezekana hata overcooling ya maji, kwa maana kwamba kwa joto la chini ya sifuri itakuwa katika hali ya kioevu.

Lakini matoleo haya yote, inaonekana, hayakufaa kabisa wanasayansi na waliendelea kufanya kazi juu ya suala hili. Mnamo 2013, timu ya watafiti huko Singapore walisema walikuwa wametatua fumbo la zamani.

Kundi la wanasayansi wa China linasema kuwa siri ya athari hii iko katika kiasi cha nishati ambacho kinahifadhiwa kati ya molekuli za maji katika vifungo vyake, vinavyoitwa vifungo vya hidrojeni.

Dokezo kutoka kwa Wanasayansi wa China

Hii inafuatwa na habari, kwa kuelewa ambayo ni muhimu kuwa na ujuzi fulani katika kemia ili kujua ni maji gani huganda haraka - moto au baridi. Kama unavyojua, ina atomi mbili za H (hidrojeni) na atomi moja ya O (oksijeni), iliyoshikiliwa pamoja na vifungo vya ushirika.

Lakini pia atomi za hidrojeni za molekuli moja huvutiwa na molekuli za jirani, kwa sehemu yao ya oksijeni. Ni vifungo hivi vinavyoitwa vifungo vya hidrojeni.

Ikumbukwe kwamba wakati huo huo, molekuli za maji zinachukiza kila mmoja. Wanasayansi walibainisha kuwa wakati maji yanapokanzwa, umbali kati ya molekuli zake huongezeka, na hii ni kutokana na nguvu za kukataa. Inatokea kwamba kuchukua umbali mmoja kati ya molekuli katika hali ya baridi, mtu anaweza kusema, wao kunyoosha, na wana ugavi mkubwa wa nishati. Ni hifadhi hii ya nishati ambayo hutolewa wakati molekuli za maji zinaanza kukaribiana, yaani, baridi hutokea. Inatokea kwamba ugavi mkubwa wa nishati katika maji ya moto, na kutolewa kwake zaidi wakati umepozwa kwa joto la chini ya sifuri, hutokea kwa kasi zaidi kuliko katika maji baridi, ambayo ina nishati ndogo hiyo. Kwa hivyo ni maji gani huganda haraka - baridi au moto? Mtaani na katika maabara, kitendawili cha Mpemba kinapaswa kutokea, na maji ya moto yanapaswa kugeuka kuwa barafu haraka.

Lakini swali bado liko wazi

Kuna uthibitisho wa kinadharia tu wa kidokezo hiki - yote haya yameandikwa kwa fomula nzuri na inaonekana kuwa sawa. Lakini wakati data ya majaribio, ambayo maji hufungia kwa kasi - moto au baridi, huwekwa kwa maana ya vitendo, na matokeo yao yanawasilishwa, basi swali la kitendawili cha Mpemba linaweza kuchukuliwa kuwa limefungwa.