ሙቅ ውሃ ከቀዝቃዛ ውሃ በበለጠ ፍጥነት ወደ በረዶነት ይለወጣል. የኤምፔምባ ተፅዕኖ፣ ወይም ለምን ሙቅ ውሃ ከቀዝቃዛ ውሃ በበለጠ ፍጥነት ይቀዘቅዛል

21.11.2017 11.10.2018 አሌክሳንደር ፈርትሴቭ

« የትኛው ውሃ በፍጥነት ይቀዘቅዛል, ቀዝቃዛ ወይም ሙቅ?"- ጓደኛዎችህን አንድ ጥያቄ ለመጠየቅ ሞክር ፣ ምናልባትም አብዛኛዎቹ ቀዝቃዛ ውሃ በፍጥነት ይቀዘቅዛል ብለው ይመልሱ - እና ስህተት ይሰራሉ።

እንደ እውነቱ ከሆነ, በአንድ ጊዜ ሁለት ተመሳሳይ ቅርፅ እና መጠን ያላቸውን እቃዎች በማቀዝቀዣ ውስጥ ካስቀመጡት አንዱ ቀዝቃዛ ውሃ እና ሌላ ሙቅ ይይዛል, ከዚያም በፍጥነት የሚቀዘቅዝ ሙቅ ውሃ ነው.

እንዲህ ዓይነቱ መግለጫ የማይረባ እና ምክንያታዊ ያልሆነ ሊመስል ይችላል. አመክንዮውን ከተከተሉ ሙቅ ውሃ በመጀመሪያ ወደ ቀዝቃዛ ውሃ ሙቀት ማቀዝቀዝ አለበት, እና ቀዝቃዛ ውሃ በዚህ ጊዜ ቀድሞውኑ ወደ በረዶነት መቀየር አለበት.

ታዲያ ሙቅ ውሃ ወደ በረዶነት በሚወስደው መንገድ ላይ ቀዝቃዛ ውሃን ለምን ይመታል? ለማወቅ እንሞክር።

የጥናት እና ምልከታ ታሪክ

ሰዎች ይህን ፓራዶክሲካል ተጽእኖ ከጥንት ጀምሮ ሲመለከቱት ኖረዋል፣ ነገር ግን ማንም ሰው ለዚህ ትልቅ ቦታ አልሰጠም። በመሆኑም አሬስቶትል እንዲሁም ሬኔ ዴካርትስ እና ፍራንሲስ ቤከን ቀዝቃዛና ሙቅ ውሃ በሚቀዘቅዙበት ጊዜ ላይ ያለውን አለመጣጣም በማስታወሻቸው ላይ አስፍረዋል። በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ያልተለመደ ክስተት ብዙውን ጊዜ ታየ።

ለረጅም ጊዜ ክስተቱ በምንም መልኩ አልተመረመረም እና በሳይንቲስቶች መካከል ብዙ ፍላጎት አላሳየም.

የዚህ ያልተለመደ ውጤት ጥናት የጀመረው በ1963 ሲሆን በታንዛኒያ የሚኖር አንድ ጠያቂ ተማሪ ኤራስቶ ምፔምባ ለአይስክሬም የሚሆን ትኩስ ወተት ከቀዝቃዛ ወተት በበለጠ ፍጥነት እንደሚቀዘቅዝ አስተዋለ። ለወትሮው ያልተለመደው ውጤት ማብራሪያ ለማግኘት ተስፋ በማድረግ ወጣቱ በትምህርት ቤት የፊዚክስ መምህሩን ጠየቀ። ሆኖም መምህሩ ሳቀበት።

በኋላ, Mpemba ሙከራውን ደገመው, ነገር ግን በሙከራው ወተትን አልተጠቀመም, ነገር ግን ውሃ, እና አያዎ (ፓራዶክሲካል) ውጤቱ እንደገና ተደግሟል.

ከ 6 ዓመታት በኋላ በ 1969 ኤምፔምባ ይህን ጥያቄ ወደ ትምህርት ቤታቸው ለመጣው የፊዚክስ ፕሮፌሰር ዴኒስ ኦስቦርን ጠየቁ. ፕሮፌሰሩ በወጣቱ ምልከታ ላይ ፍላጎት ነበረው, እናም በውጤቱም, ውጤቱ መኖሩን የሚያረጋግጥ ሙከራ ተካሂዷል, ነገር ግን የዚህ ክስተት ምክንያቶች አልተረጋገጡም.

ከዚያን ጊዜ ጀምሮ ክስተቱ ተጠርቷል የMpemba ውጤት.

በሳይንሳዊ ምልከታዎች ታሪክ ውስጥ ስለ ክስተቱ መንስኤዎች ብዙ መላምቶች ቀርበዋል.

ስለዚህ እ.ኤ.አ. በ2012 የብሪቲሽ ሮያል ሶሳይቲ ኦፍ ኬሚስትሪ የMpemba ውጤትን የሚያብራሩ መላምቶችን ውድድር ያስታውቃል። በውድድሩ ከመላው አለም የተውጣጡ ሳይንቲስቶች የተሳተፉ ሲሆን በአጠቃላይ 22,000 ሳይንሳዊ ወረቀቶች ተመዝግበዋል። ምንም እንኳን እንደዚህ አይነት አስደናቂ ቁጥር ያላቸው መጣጥፎች ቢኖሩም ፣ አንዳቸውም ቢሆኑ ለኤምፔምባ ፓራዶክስ ግልፅነት አላመጡም።

በጣም የተለመደው ስሪት ሙቅ ውሃ በፍጥነት ስለሚቀዘቅዝ ፣ በቀላሉ ስለሚተን ፣ መጠኑ አነስተኛ ይሆናል ፣ እና መጠኑ እየቀነሰ ሲሄድ የማቀዝቀዣው ፍጥነት ይጨምራል። በጣም የተለመደው እትም በመጨረሻ ውድቅ ሆኗል ምክንያቱም ትነት የተገለለበት ሙከራ ተካሂዶ ነበር፣ነገር ግን ውጤቱ ተረጋግጧል።

ሌሎች የሳይንስ ሊቃውንት የ Mpemba ተጽእኖ መንስኤ በውሃ ውስጥ የተሟሟት ጋዞች መትነን ነው ብለው ያምኑ ነበር. በእነሱ አስተያየት, በማሞቅ ሂደት ውስጥ, በውሃ ውስጥ የተሟሟት ጋዞች ይሟሟቸዋል, በዚህም ምክንያት ከቀዝቃዛ ውሃ የበለጠ ከፍተኛ ጥንካሬን ያገኛል. እንደሚታወቀው, ጥግግት መጨመር የውሃ አካላዊ ባህሪያት ላይ ለውጥ ይመራል (የሙቀት አማቂ conductivity መጨመር), እና ስለዚህ የማቀዝቀዣ መጠን መጨመር.

በተጨማሪም በሙቀት መጠን ላይ በመመርኮዝ የውሃ ዝውውሩን መጠን የሚገልጹ በርካታ መላምቶች ቀርበዋል. ብዙ ጥናቶች ፈሳሹ በሚገኝባቸው እቃዎች መካከል ያለውን ግንኙነት ለመመስረት ሞክረዋል. ብዙ ንድፈ ሐሳቦች በጣም አሳማኝ ይመስሉ ነበር፣ ነገር ግን በመነሻ መረጃ እጥረት፣ በሌሎች ሙከራዎች ውስጥ ባሉ ተቃርኖዎች፣ ወይም ተለይተው የሚታወቁት ነገሮች በቀላሉ ከውሃ የማቀዝቀዝ መጠን ጋር ሊነፃፀሩ ባለመቻላቸው በሳይንስ ሊረጋገጡ አልቻሉም። አንዳንድ የሳይንስ ሊቃውንት በስራቸው ውስጥ የውጤቱን መኖር ይጠራጠራሉ.

እ.ኤ.አ. በ 2013 በሲንጋፖር የናንያንግ ቴክኖሎጂ ዩኒቨርሲቲ ተመራማሪዎች የኤምፔምባ ተፅእኖን ምስጢር እንደፈቱ ተናግረዋል ። በምርምራቸው መሰረት ለክስተቱ ምክንያቱ በብርድ እና በሙቅ ውሃ ሞለኪውሎች መካከል ባለው የሃይድሮጂን ትስስር ውስጥ የተከማቸ የኃይል መጠን በጣም የተለየ በመሆኑ ነው ።

የኮምፒዩተር ሞዴሊንግ ዘዴዎች የሚከተሉትን ውጤቶች አሳይተዋል-የውሃው ሙቀት ከፍ ባለ መጠን አስጸያፊ ኃይሎች እየጨመረ በመምጣቱ በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት ይበልጣል. በዚህ ምክንያት የሞለኪውሎች ሃይድሮጂን ትስስር ተዘርግቶ የበለጠ ኃይልን ያከማቻል። በሚቀዘቅዙበት ጊዜ ሞለኪውሎቹ እርስ በርስ መቀራረብ ይጀምራሉ, ኃይልን ከሃይድሮጂን ቦንዶች ይለቃሉ. በዚህ ሁኔታ የኃይል መለቀቅ የሙቀት መጠን መቀነስ አብሮ ይመጣል.

እ.ኤ.አ. በጥቅምት 2017 የስፔን የፊዚክስ ሊቃውንት በሌላ ጥናት ውስጥ ውጤቱን በመፍጠር ረገድ ትልቅ ሚና የሚጫወተው አንድን ንጥረ ነገር በተመጣጣኝ ሁኔታ በማስወገድ ነው (ከጠንካራ ማቀዝቀዣ በፊት ጠንካራ ማሞቂያ)። ተፅዕኖው የመከሰት እድሉ ከፍተኛ የሆነበትን ሁኔታ ወስነዋል. በተጨማሪም ከስፔን የመጡ ሳይንቲስቶች የተገላቢጦሽ ኤምፔምባ ተፅዕኖ መኖሩን አረጋግጠዋል. በማሞቅ ጊዜ ቀዝቃዛ ናሙና ከሞቃታማው ይልቅ በፍጥነት ወደ ከፍተኛ ሙቀት ሊደርስ እንደሚችል ደርሰውበታል.

ምንም እንኳን አጠቃላይ መረጃ እና ብዙ ሙከራዎች ቢኖሩም ሳይንቲስቶች ውጤቱን ማጥናታቸውን ለመቀጠል ይፈልጋሉ።

በእውነተኛ ህይወት ውስጥ Mpemba ተጽእኖ

በክረምት ወቅት የበረዶ መንሸራተቻ ሜዳው በሙቅ ውሃ የተሞላ እንጂ ቀዝቃዛ ያልሆነው ለምን እንደሆነ አስበው ያውቃሉ? አስቀድመው እንደተረዱት, ይህን የሚያደርጉት በሞቀ ውሃ የተሞላ የበረዶ መንሸራተቻ ሜዳ በቀዝቃዛ ውሃ ከተሞላው በበለጠ ፍጥነት ስለሚቀዘቅዝ ነው. በተመሳሳይ ምክንያት በክረምት የበረዶ ከተሞች ውስጥ ሙቅ ውሃ ወደ ስላይዶች ውስጥ ይፈስሳል.

ስለዚህ ስለ ክስተቱ መኖር እውቀት ሰዎች ለክረምት ስፖርቶች ቦታዎችን ሲያዘጋጁ ጊዜን እንዲቆጥቡ ያስችላቸዋል.

በተጨማሪም የሜፔምባ ተጽእኖ አንዳንድ ጊዜ ውሃን የያዙ ምርቶችን, ንጥረ ነገሮችን እና ቁሳቁሶችን የመቀዝቀዣ ጊዜን ለመቀነስ በኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል.

የMpemba ተፅዕኖ ወይም ለምን ሙቅ ውሃ ከቀዝቃዛ ውሃ በበለጠ ፍጥነት ይቀዘቅዛል? የMpemba Effect (Mpemba Paradox) አያዎ (ፓራዶክስ) በአንዳንድ ሁኔታዎች ሙቅ ውሃ ከቀዝቃዛ ውሃ በበለጠ ፍጥነት ይቀዘቅዛል, ምንም እንኳን በቀዝቃዛው ሂደት ውስጥ ቀዝቃዛ ውሃ የሙቀት መጠኑን ማለፍ አለበት. ይህ አያዎ (ፓራዶክስ) ከተለመዱት ሀሳቦች ጋር የሚቃረን የሙከራ እውነታ ነው, በተመሳሳይ ሁኔታ, የበለጠ ሞቃት አካል ወደ አንድ የሙቀት መጠን ለማቀዝቀዝ ብዙ ጊዜ ይወስዳል. ይህ ክስተት በአንድ ወቅት በአርስቶትል፣ ፍራንሲስ ቤከን እና ሬኔ ዴካርት አስተውለው ነበር፣ ነገር ግን በ1963 ታንዛኒያዊ የትምህርት ቤት ተማሪ ኤራስቶ ምፔምባ የጋለ አይስክሬም ድብልቅ ከቀዝቃዛው በበለጠ ፍጥነት እንደሚቀዘቅዝ ያወቀው። በታንዛኒያ የማጋምቢ ሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት ተማሪ በነበረበት ጊዜ ኤራስቶ ምፔምባ በምግብ ማብሰል ሥራ ይሠራል። በቤት ውስጥ የተሰራ አይስክሬም ማዘጋጀት ያስፈልገዋል - ወተትን ቀቅለው, ስኳርን በውስጡ ይቀልጡት, ወደ ክፍሉ ሙቀት ያቀዘቅዙ እና ከዚያም ለማቀዝቀዝ በማቀዝቀዣ ውስጥ ያስቀምጡት. በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው ኤምፔምባ በተለይ ትጉ ተማሪ አልነበረም እና የተግባሩን የመጀመሪያ ክፍል ለማጠናቀቅ ዘግይቷል። በትምህርቱ መጨረሻ ላይ እንደማይደርሰው በመፍራት አሁንም ትኩስ ወተት በማቀዝቀዣ ውስጥ አስቀመጠ. የሚገርመው፣ በተሰጠው ቴክኖሎጂ መሰረት ከተዘጋጀው ከጓዶቹ ወተት ቀደም ብሎ ቀዘቀዘ። ከዚህ በኋላ ኤምፔምባ በወተት ብቻ ሳይሆን በተለመደው ውሃም ሞክሯል. ያም ሆነ ይህ፣ ቀደም ሲል በምክዋቫ ሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት ተማሪ በነበረበት ወቅት፣ ከዳር ኤስ ሰላም ዩኒቨርሲቲ ኮሌጅ ፕሮፌሰር ዴኒስ ኦስቦርን (በትምህርት ቤቱ ዳይሬክተር ለተማሪዎቹ የፊዚክስ ትምህርት እንዲሰጡ ተጋብዘዋል) በተለይም ስለ ውሃ፡- “ከወሰዱ ተመሳሳይ መጠን ያለው ውሃ ያላቸው ሁለት ተመሳሳይ እቃዎች በአንደኛው ውስጥ ውሃው 35 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ, እና በሌላኛው - 100 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ውስጥ, እና በማቀዝቀዣ ውስጥ ያስቀምጡ, ከዚያም በሁለተኛው ውስጥ ውሃው በፍጥነት ይቀዘቅዛል. ለምን?" ኦስቦርን በዚህ ጉዳይ ላይ ፍላጎት አደረበት እና ብዙም ሳይቆይ በ 1969 እሱ እና ሜፔምባ የሙከራ ውጤቶቻቸውን በፊዚክስ ትምህርት መጽሔት ላይ አሳትመዋል። ከዚያን ጊዜ ጀምሮ፣ ያገኙት ውጤት የMpemba ውጤት ተብሎ ይጠራል። እስካሁን ድረስ ይህን እንግዳ ውጤት እንዴት በትክክል ማብራራት እንደሚቻል ማንም አያውቅም. ሳይንቲስቶች አንድ ስሪት የላቸውም, ምንም እንኳን ብዙ ቢሆኑም. ይህ ሁሉ ስለ ሙቅ እና ቀዝቃዛ ውሃ ባህሪያት ልዩነት ነው, ነገር ግን በዚህ ጉዳይ ላይ የትኞቹ ባህሪያት እንደሚጫወቱ ገና ግልፅ አይደለም-የሱፐር ማቀዝቀዣ ልዩነት, ትነት, የበረዶ መፈጠር, ኮንቬንሽን, ወይም ፈሳሽ ጋዞች በውሃ ላይ ያለው ተጽእኖ በ ላይ. የተለያዩ ሙቀቶች. የMpemba ውጤት አያዎ (ፓራዶክስ) አንድ አካል ወደ የአካባቢ ሙቀት የሚቀዘቅዝበት ጊዜ በዚህ አካል እና በአካባቢው መካከል ካለው የሙቀት ልዩነት ጋር ተመጣጣኝ መሆን አለበት። ይህ ህግ በኒውተን የተመሰረተ ሲሆን ከዚያን ጊዜ ጀምሮ በተግባር ብዙ ጊዜ የተረጋገጠ ነው. በዚህ ተጽእኖ, በ 100 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የሙቀት መጠን ያለው ውሃ ወደ 0 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የሙቀት መጠን ይቀዘቅዛል, ከተመሳሳይ የውሃ መጠን በ 35 ° ሴ. ሆኖም፣ ይህ እስካሁን አያዎ (ፓራዶክስን) አያመለክትም፣ ምክንያቱም የMpemba ውጤት በሚታወቀው የፊዚክስ ማዕቀፍ ውስጥ ሊገለጽ ይችላል። ለMpemba ተጽእኖ አንዳንድ ማብራሪያዎች እነሆ፡- ትነት ሙቅ ውሃ ከመያዣው በፍጥነት ይተናል፣በዚህም መጠኑን ይቀንሳል፣ እና አነስተኛ መጠን ያለው ውሃ በተመሳሳይ የሙቀት መጠን ይቀዘቅዛል። እስከ 100 ሴ ድረስ የሚሞቅ ውሃ ወደ 0 ሴ ሲቀዘቅዝ 16% የጅምላውን መጠን ያጣል ። የትነት ውጤት ድርብ ውጤት ነው። በመጀመሪያ, ለማቀዝቀዝ የሚያስፈልገው የውሃ መጠን ይቀንሳል. እና በሁለተኛ ደረጃ, ከውኃው ክፍል ወደ የእንፋሎት ደረጃ የሚደረገው የሽግግር ሙቀት መጠን ስለሚቀንስ የሙቀት መጠኑ ይቀንሳል. የሙቀት ልዩነት በሙቅ ውሃ እና በቀዝቃዛ አየር መካከል ያለው የሙቀት ልዩነት ከፍተኛ በመሆኑ ስለዚህ በዚህ ሁኔታ ውስጥ ያለው የሙቀት ልውውጥ የበለጠ ኃይለኛ እና ሙቅ ውሃ በፍጥነት ይቀዘቅዛል. ሃይፖሰርሚያ ውሃ ከ 0 ሴ በታች ሲቀዘቅዝ ሁልጊዜ አይቀዘቅዝም. በአንዳንድ ሁኔታዎች ከቅዝቃዜ በታች ባለው የሙቀት መጠን ፈሳሽ ሆኖ እንዲቆይ በማድረግ እጅግ በጣም ቀዝቃዛ ሊሆን ይችላል. በአንዳንድ ሁኔታዎች, ውሃ በ -20 C የሙቀት መጠን እንኳን ፈሳሽ ሆኖ ሊቆይ ይችላል, ለዚህ ውጤት ምክንያት የሆነው የመጀመሪያው የበረዶ ክሪስታሎች መፈጠር እንዲጀምሩ, ክሪስታል የመፍጠር ማዕከሎች ያስፈልጋሉ. እነሱ በፈሳሽ ውሃ ውስጥ ከሌሉ ፣ ከዚያም ከመጠን በላይ ማቀዝቀዝ የሙቀት መጠኑ እስኪቀንስ ድረስ ክሪስታሎች በድንገት እንዲፈጠሩ ይቀጥላል። በጣም ቀዝቃዛ በሆነው ፈሳሽ ውስጥ መፈጠር ሲጀምሩ, በፍጥነት ማደግ ይጀምራሉ, የበረዶ ግግር ይፈጥራሉ, ይህም በረዶ ይሆናል. ሙቅ ውሃ ለሃይፖሰርሚያ በጣም የተጋለጠ ነው ምክንያቱም ማሞቂያው የተሟሟት ጋዞችን እና አረፋዎችን ያስወግዳል, ይህም በተራው የበረዶ ክሪስታሎች መፈጠር ማዕከል ሆኖ ሊያገለግል ይችላል. ሃይፖሰርሚያ ሙቅ ውሃ በፍጥነት እንዲቀዘቅዝ የሚያደርገው ለምንድነው? ከመጠን በላይ የማይቀዘቅዝ ቀዝቃዛ ውሃ, የሚከተለው ይከሰታል. በዚህ ሁኔታ በመርከቧ ላይ ቀጭን የበረዶ ሽፋን ይሠራል. ይህ የበረዶ ንብርብር በውሃ እና በቀዝቃዛ አየር መካከል እንደ መከላከያ ሆኖ ተጨማሪ ትነት ይከላከላል. በዚህ ሁኔታ ውስጥ የበረዶ ክሪስታሎች የመፍጠር ፍጥነት ዝቅተኛ ይሆናል. በሙቅ ውሃ ውስጥ ከመጠን በላይ ማቀዝቀዝ, በጣም ቀዝቃዛው ውሃ የበረዶ መከላከያ ሽፋን የለውም. ስለዚህ, በተከፈተው የላይኛው ክፍል አማካኝነት ሙቀትን በፍጥነት ያጣል. የሱፐር ማቀዝቀዣው ሂደት ሲያልቅ እና ውሃው በሚቀዘቅዝበት ጊዜ ብዙ ሙቀት ይጠፋል እናም ብዙ በረዶ ይፈጠራል. የዚህ ተጽእኖ ብዙ ተመራማሪዎች በሜፔምባ ተጽእኖ ውስጥ ዋናው ምክንያት ሃይፖሰርሚያ እንደሆኑ አድርገው ይመለከቱታል. ኮንቬንሽን ቀዝቃዛ ውሃ ከላይ መቀዝቀዝ ይጀምራል, በዚህም ምክንያት የሙቀት ጨረር እና የመቀየሪያ ሂደቶችን ያባብሳል, እናም የሙቀት መጠኑ ይቀንሳል, ሙቅ ውሃ ደግሞ ከታች መቀዝቀዝ ይጀምራል. ይህ ተጽእኖ በውሃ ጥግግት ውስጥ በአናማነት ይገለጻል. ውሃ በ 4 C ከፍተኛው ጥግግት አለው. ውሃ ወደ 4 C ካቀዘቀዙ እና በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ካስቀመጡት, የውሃው የላይኛው ክፍል በፍጥነት ይቀዘቅዛል. ይህ ውሃ በ 4 C የሙቀት መጠን ከውሃ ያነሰ ጥቅጥቅ ያለ ስለሆነ, በላዩ ላይ ይቀራል, ቀጭን ቀዝቃዛ ሽፋን ይፈጥራል. በነዚህ ሁኔታዎች ውስጥ በውሃው ላይ ቀጭን የበረዶ ሽፋን በአጭር ጊዜ ውስጥ ይፈጠራል, ነገር ግን ይህ የበረዶ ንብርብር እንደ ኢንሱሌተር ሆኖ ያገለግላል, የታችኛውን የውሃ ንብርብሮች ይከላከላል, ይህም በ 4 C የሙቀት መጠን ይቀራል. ስለዚህ, ተጨማሪ የማቀዝቀዝ ሂደት ቀርፋፋ ይሆናል. በሞቀ ውሃ ውስጥ, ሁኔታው ሙሉ በሙሉ የተለየ ነው. በትነት እና በከፍተኛ የሙቀት ልዩነት ምክንያት የውሃው የላይኛው ክፍል በፍጥነት ይቀዘቅዛል። በተጨማሪም የቀዝቃዛ ውሃ ሽፋኖች ከሙቅ ውሃዎች የበለጠ ጥቅጥቅ ያሉ ናቸው, ስለዚህ ቀዝቃዛው የውሃ ሽፋን ወደ ታች ይወርዳል, የሞቀ ውሃን ንብርብር ወደ ላይ ከፍ ያደርገዋል. ይህ የውሃ ዝውውር በፍጥነት የሙቀት መጠን መቀነስን ያረጋግጣል. ግን ለምን ይህ ሂደት ወደ ሚዛናዊ ነጥብ ላይ አይደርስም? የ Mpemba ተጽእኖን ከዚህ የኮንቬክሽን እይታ አንጻር ለማብራራት, ቀዝቃዛ እና ሙቅ ውሃዎች ተለያይተው እና የአማካይ የውሃ ሙቀት ከ 4 C በታች ከወደቀ በኋላ የመቀየሪያው ሂደት በራሱ ይቀጥላል ብሎ ማሰብ አስፈላጊ ይሆናል. ነገር ግን ምንም የለም. ይህንን መላምት የሚያረጋግጥ የሙከራ መረጃ ቀዝቃዛ እና ሙቅ የውሃ ንብርብሮች በኮንቬክሽን ሂደት ይለያያሉ። በውሃ ውስጥ የሚሟሟ ጋዞች ውሃ ሁል ጊዜ በውስጡ የሚሟሟ ጋዞችን - ኦክሲጅን እና ካርቦን ዳይኦክሳይድን ይይዛል። እነዚህ ጋዞች የውሃውን ቀዝቃዛ ነጥብ የመቀነስ ችሎታ አላቸው. ውሃ በሚሞቅበት ጊዜ, እነዚህ ጋዞች ከውሃ ውስጥ ይለቀቃሉ, ምክንያቱም በውሃ ውስጥ ያለው ሟሟት በከፍተኛ ሙቀት ዝቅተኛ ነው. ስለዚህ, ሙቅ ውሃ በሚቀዘቅዝበት ጊዜ, ሁል ጊዜ ከማይሞቅ ቀዝቃዛ ውሃ ያነሰ የተሟሟ ጋዞችን ይይዛል. ስለዚህ, የሚሞቅ ውሃ የማቀዝቀዝ ነጥብ ከፍ ያለ እና በፍጥነት ይቀዘቅዛል. ይህ ሁኔታ አንዳንድ ጊዜ የMpemba ተጽእኖን ለማብራራት እንደ ዋናው ይቆጠራል, ምንም እንኳን ይህንን እውነታ የሚያረጋግጥ ምንም የሙከራ መረጃ ባይኖርም. Thermal conductivity ይህ ዘዴ ውሃ በማቀዝቀዣው ክፍል ማቀዝቀዣ ውስጥ በትንሽ ማጠራቀሚያዎች ውስጥ ሲቀመጥ ከፍተኛ ሚና ሊጫወት ይችላል. በነዚህ ሁኔታዎች ውስጥ የሙቅ ውሃ ማጠራቀሚያ ከታች ባለው ማቀዝቀዣ ውስጥ ያለውን በረዶ በማቅለጥ ከማቀዝቀዣው ግድግዳ እና ከሙቀት መቆጣጠሪያ ጋር ያለውን የሙቀት ግንኙነት ማሻሻል ተስተውሏል. በውጤቱም, ሙቀት ከቀዝቃዛው ይልቅ ሞቅ ባለ ውሃ ውስጥ በፍጥነት ይወገዳል. በምላሹ, ቀዝቃዛ ውሃ ያለው መያዣ ከስር በረዶ አይቀልጥም. እነዚህ ሁሉ (እንዲሁም ሌሎች) ሁኔታዎች በብዙ ሙከራዎች ውስጥ ጥናት ተካሂደዋል, ነገር ግን ለጥያቄው ግልጽ የሆነ መልስ - ከመካከላቸው መቶ በመቶ የሜፔምባ ተፅእኖን የሚያራምድ - ፈጽሞ አልተገኘም. ለምሳሌ, በ 1995 ጀርመናዊው የፊዚክስ ሊቅ ዴቪድ አውርባክ በዚህ ተጽእኖ ላይ እጅግ በጣም ቀዝቃዛ ውሃ የሚያስከትለውን ውጤት አጥንቷል. ሙቅ ውሃ ፣ እጅግ በጣም ቀዝቃዛ በሆነ ሁኔታ ፣ ከቀዝቃዛ ውሃ ከፍ ባለ የሙቀት መጠን እንደሚቀዘቅዝ እና ስለሆነም ከሁለተኛው ፍጥነት እንደሚቀንስ ተገነዘበ። ነገር ግን ቀዝቃዛ ውሃ ከሙቅ ውሃ በበለጠ ፍጥነት ወደ ቀዝቃዛ ሁኔታ ይደርሳል, በዚህም ያለፈውን መዘግየት ይከፍላል. በተጨማሪም፣ የ Auerbach ውጤት ሙቅ ውሃ ባነሰ የክሪስታልላይዜሽን ማእከላት ከፍተኛ ቅዝቃዜን ማግኘት መቻሉን ከዚህ በፊት ያለውን መረጃ ይቃረናል። ውሃ በሚሞቅበት ጊዜ በውስጡ የተሟሟት ጋዞች ከውስጡ ይወገዳሉ, እና በሚፈላበት ጊዜ, በውስጡ የሚሟሟት አንዳንድ ጨዎች ይወርዳሉ. ለአሁን አንድ ነገር ብቻ ነው ሊገለጽ የሚችለው - የዚህ ተፅዕኖ መራባት በከፍተኛ ሁኔታ የሚወሰነው ሙከራው በሚካሄድበት ሁኔታ ላይ ነው. በትክክል ሁልጊዜ የማይባዛ ስለሆነ። ኦ.ቪ. ሞሲን

ብዙ ተመራማሪዎች ሙቅ ውሃ ከቀዝቃዛ ውሃ በበለጠ ፍጥነት የሚቀዘቅዘው ለምን እንደሆነ የራሳቸውን እትሞች አቅርበዋል እና እያቀረቡ ነው። ፓራዶክስ ይመስላል - ከሁሉም በኋላ, ለማቀዝቀዝ, ሙቅ ውሃ መጀመሪያ ማቀዝቀዝ አለበት. ይሁን እንጂ እውነታው እውነት ነው, እና ሳይንቲስቶች በተለያየ መንገድ ያብራሩታል.

ዋና ስሪቶች

በአሁኑ ጊዜ ይህንን እውነታ የሚያብራሩ በርካታ ስሪቶች አሉ-

ሙቅ ውሃ በፍጥነት ስለሚተን, መጠኑ ይቀንሳል. እና አነስተኛ መጠን ያለው ውሃ በተመሳሳይ የሙቀት መጠን ማቀዝቀዝ በፍጥነት ይከሰታል።
የማቀዝቀዣው ማቀዝቀዣ ክፍል የበረዶ ሽፋን አለው. ሙቅ ውሃ ያለበት መያዣ ከስር ያለውን በረዶ ይቀልጣል. ይህ ከማቀዝቀዣው ጋር ያለውን የሙቀት ግንኙነት ያሻሽላል.
ቀዝቃዛ ውሃ ማቀዝቀዝ, እንደ ሙቅ ውሃ, ከላይ ይጀምራል. በተመሳሳይ ጊዜ, ኮንቬክሽን እና የሙቀት ጨረር, እና, በዚህም ምክንያት, የሙቀት መጥፋት ይባባሳል.
ቀዝቃዛ ውሃ ክሪስታላይዜሽን ማዕከሎችን ይይዛል - በውስጡ የተሟሟት ንጥረ ነገሮች. በውሃ ውስጥ ያለው ይዘት ትንሽ ከሆነ, በረዶ አስቸጋሪ ነው, ምንም እንኳን በተመሳሳይ ጊዜ, ከመጠን በላይ ማቀዝቀዝ ይቻላል - ከዜሮ በታች ባለው የሙቀት መጠን ፈሳሽ ሁኔታ ሲኖረው.

ምንም እንኳን በፍትሃዊነት ይህ ተጽእኖ ሁልጊዜ አይታይም ማለት እንችላለን. በጣም ብዙ ጊዜ ቀዝቃዛ ውሃ ከሙቅ ውሃ በበለጠ ፍጥነት ይቀዘቅዛል.

በምን የሙቀት መጠን ውሃ ይቀዘቅዛል

ውሃ ለምን ይበርዳል? የተወሰነ መጠን ያለው ማዕድን ወይም ኦርጋኒክ ቅንጣቶችን ይዟል. እነዚህ ለምሳሌ በጣም ትንሽ የአሸዋ, የአቧራ ወይም የሸክላ ቅንጣቶች ሊሆኑ ይችላሉ. የአየር ሙቀት መጠን እየቀነሰ ሲሄድ, እነዚህ ቅንጣቶች የበረዶ ቅንጣቶች የሚፈጠሩባቸው ማዕከሎች ናቸው.

የክሪስታልላይዜሽን ኒውክሊየስ ሚና በአየር አረፋዎች እና በውሃ ውስጥ ባለው መያዣ ውስጥ ስንጥቅ ሊጫወት ይችላል። ውሃን ወደ በረዶነት የመቀየር ሂደት ፍጥነት በአብዛኛው የሚነካው በእንደዚህ አይነት ማዕከሎች ብዛት ነው - ብዙዎቹ ካሉ, ፈሳሹ በፍጥነት ይቀዘቅዛል. በመደበኛ ሁኔታዎች, በተለመደው የከባቢ አየር ግፊት, ውሃ በ 0 ዲግሪ ሙቀት ውስጥ ካለው ፈሳሽ ወደ ጠንካራ ሁኔታ ይለወጣል.

የMpemba ውጤት ምንነት

የMpemba ተጽእኖ አያዎ (ፓራዶክስ) ነው, ዋናው ነገር በተወሰኑ ሁኔታዎች ውስጥ, ሙቅ ውሃ ከቀዝቃዛ ውሃ በበለጠ ፍጥነት ይቀዘቅዛል. ይህ ክስተት በአርስቶትል እና በዴካርት አስተውለዋል. ሆኖም፣ የታንዛኒያው ተማሪ ኢራስቶ ምፔምባ ከቀዝቃዛ አይስክሬም ባጭር ጊዜ ውስጥ እንደሚቀዘቅዝ የወሰነው እ.ኤ.አ. በ1963 ነበር። የምግብ ማብሰያ ሥራውን ሲያጠናቅቅ ይህን መደምደሚያ አድርጓል.

በተቀቀለ ወተት ውስጥ ስኳሩን መፍታት ነበረበት እና ካቀዘቀዙት በኋላ በማቀዝቀዣ ውስጥ ያስቀምጡት. በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው ኤምፔምባ በተለይ ትጉ አልነበረውም እና የስራውን የመጀመሪያ ክፍል ዘግይቶ ማጠናቀቅ ጀመረ። ስለዚህ, ወተቱ እስኪቀዘቅዝ ድረስ አልጠበቀም, እና በሙቀት ማቀዝቀዣ ውስጥ ያስቀምጡት. በተሰጠው ቴክኖሎጂ መሰረት ስራውን ከሚሰሩት የክፍል ጓደኞቹ በበለጠ ፍጥነት ሲቀዘቅዝ በጣም ተገረመ።

ይህ እውነታ ወጣቱን በጣም ያስደስተው ነበር, እና በንጹህ ውሃ ላይ ሙከራዎችን ማድረግ ጀመረ. እ.ኤ.አ. በ 1969 ፊዚክስ ትምህርት መጽሔት በሜፔምባ እና በዳር ኤስ ሰላም ዩኒቨርሲቲ ፕሮፌሰር ዴኒስ ኦስቦርን የምርምር ውጤቶችን አሳተመ። እነሱ የገለጹት ተፅዕኖ ኤምፔምባ የሚል ስም ተሰጥቶታል። ይሁን እንጂ ዛሬም ቢሆን ለክስተቱ ምንም ግልጽ ማብራሪያ የለም. ሁሉም የሳይንስ ሊቃውንት በዚህ ውስጥ ዋናው ሚና የቀዘቀዘ እና ሙቅ ውሃ ባህሪያት ልዩነት እንደሆነ ይስማማሉ, ነገር ግን በትክክል የማይታወቅ.

የሲንጋፖር ስሪት

ከአንዱ የሲንጋፖር ዩኒቨርሲቲዎች የመጡ የፊዚክስ ሊቃውንት ደግሞ የትኛው ውሃ በፍጥነት እንደሚቀዘቅዝ - ሙቅ ወይም ቀዝቃዛ? በዚ ዣንግ የሚመራ የተመራማሪዎች ቡድን ይህንን አያዎ (ፓራዶክስ) በውሃ ባህሪያት በትክክል አብራርቷል። ሁሉም ሰው ከትምህርት ቤት የውሃውን ስብጥር ያውቃል - የኦክስጂን አቶም እና ሁለት ሃይድሮጂን አቶሞች. ኦክስጅን በተወሰነ ደረጃ ኤሌክትሮኖችን ከሃይድሮጅን ይጎትታል, ስለዚህ ሞለኪውሉ የተወሰነ "ማግኔት" ነው.

በውጤቱም, በውሃ ውስጥ ያሉ አንዳንድ ሞለኪውሎች እርስ በርስ በጥቂቱ ይሳባሉ እና በሃይድሮጂን ትስስር አንድ ይሆናሉ. ጥንካሬው ከኮቫልት ቦንድ ብዙ እጥፍ ያነሰ ነው። የሲንጋፖር ተመራማሪዎች የMpemba ፓራዶክስ ማብራሪያ በትክክል በሃይድሮጂን ቦንድ ውስጥ እንዳለ ያምናሉ። የውሃ ሞለኪውሎች በጣም በጥብቅ በአንድ ላይ ከተቀመጡ፣ በሞለኪውሎች መካከል ያለው ጠንካራ መስተጋብር በራሱ ሞለኪውሉ መሃል ያለውን የ covalent bond ሊያበላሸው ይችላል።

ነገር ግን ውሃ ሲሞቅ, የታሰሩ ሞለኪውሎች እርስ በእርሳቸው ትንሽ ይርቃሉ. በውጤቱም, የጋርዮሽ ቦንዶች መዝናናት በሞለኪውሎች መካከል ከመጠን በላይ ኃይል በመለቀቁ እና ወደ ዝቅተኛ የኃይል ደረጃ ሽግግር ይከሰታል. ይህ ወደ እውነታ ይመራል ሙቅ ውሃ በፍጥነት ማቀዝቀዝ ይጀምራል. ቢያንስ በሲንጋፖር ሳይንቲስቶች የተካሄዱት የንድፈ ሃሳባዊ ስሌቶች ይህንን ያሳያሉ።

ወዲያውኑ የሚቀዘቅዝ ውሃ - 5 አስገራሚ ዘዴዎች: ቪዲዮ

የብሪቲሽ ሮያል ሶሳይቲ ኦፍ ኬሚስትሪ ሙቅ ውሃ በአንዳንድ ሁኔታዎች ለምን ከቀዝቃዛ ውሃ በበለጠ ፍጥነት እንደሚቀዘቅዝ በሳይንሳዊ መንገድ ማስረዳት ለሚችል ለማንኛውም ሰው £1,000 ሽልማት እየሰጠ ነው።

“ዘመናዊ ሳይንስ አሁንም ይህን ቀላል የሚመስለውን ጥያቄ መመለስ አይችልም። አይስ ክሬም ሰሪዎች እና ባርተሪዎች ይህንን ውጤት በዕለት ተዕለት ሥራቸው ውስጥ ይጠቀማሉ ፣ ግን ለምን እንደሚሰራ ማንም አያውቅም። ይህ ችግር ለብዙ ሺህ ዓመታት ይታወቃል፣ እንደ አርስቶትል እና ዴካርትስ ያሉ ፈላስፋዎች ስለዚህ ጉዳይ እያሰቡ ነው” ሲሉ የብሪቲሽ ሮያል ኬሚስትሪ ማኅበር ፕሬዚዳንት ፕሮፌሰር ዴቪድ ፊሊፕስ በማኅበሩ ጋዜጣዊ መግለጫ ላይ እንደተናገሩት።

ከአፍሪካ የመጣ አንድ አብሳይ እንግሊዛዊ የፊዚክስ ፕሮፌሰርን እንዴት እንዳሸነፈ

ይህ የኤፕሪል ዘ ፉል ቀልድ አይደለም፣ ነገር ግን ከባድ አካላዊ እውነታ ነው። ዘመናዊ ሳይንስ፣ በቀላሉ ከጋላክሲዎች እና ጥቁር ጉድጓዶች ጋር የሚሰራ፣ እና ኳርክስ እና ቦሶን ለመፈለግ ግዙፍ መፋቂያዎችን የሚገነባው የአንደኛ ደረጃ ውሃ “እንዴት እንደሚሰራ” ማስረዳት አይችልም። የት/ቤቱ የመማሪያ መጽሀፍ ቀዝቃዛ ሰውነትን ከማቀዝቀዝ ይልቅ ሞቃታማ ሰውነትን ለማቀዝቀዝ ብዙ ጊዜ እንደሚወስድ በግልፅ ይናገራል። ለውሃ ግን ይህ ህግ ሁልጊዜ አይከበርም. አርስቶትል ትኩረቱን ወደዚህ አያዎ (ፓራዶክስ) በ 4 ኛው ክፍለ ዘመን ዓክልበ. ሠ. የጥንቷ ግሪክ ሜትሮሎጂካ 1 በተባለው መጽሐፋቸው ላይ የጻፈው ይኸው ነው:- “ውሃ አስቀድሞ መሞቅ እንዲቀዘቅዝ ያደርገዋል። ስለዚህ, ብዙ ሰዎች ሙቅ ውሃን በፍጥነት ማቀዝቀዝ ሲፈልጉ, በመጀመሪያ በፀሐይ ውስጥ ያስቀምጡት. . . " በመካከለኛው ዘመን ፍራንሲስ ቤከን እና ሬኔ ዴካርት ይህን ክስተት ለማስረዳት ሞክረዋል. ወዮ ፣ ክላሲካል ቴርሞፊዚክስን ያዳበሩ ታላላቅ ፈላስፋዎችም ሆኑ ብዙ ሳይንቲስቶች በዚህ አልተሳካላቸውም ፣ እና ስለሆነም እንደዚህ ዓይነቱ የማይመች እውነታ ለረጅም ጊዜ “ተረሳ” ።

እና እ.ኤ.አ. በ 1968 ብቻ ከታንዛኒያ ለመጣው የትምህርት ቤት ልጅ ኢራስቶ ምፔምቤ ምስጋናቸውን "ያስታወሱት" ከማንኛውም ሳይንስ ርቀዋል። እ.ኤ.አ. በ 1963 በምግብ ሥነ ጥበባት ትምህርት ቤት እየተማረ ሳለ የ13 ዓመቱ ኤምፔምቤ አይስ ክሬምን የማምረት ኃላፊነት ተሰጥቶት ነበር። በቴክኖሎጂው መሰረት ወተት መቀቀል፣ ስኳርን መቀልበስ፣ ወደ ክፍል ሙቀት ማቀዝቀዝ እና ከዚያም በማቀዝቀዣ ውስጥ ማስቀመጥ አስፈላጊ ነበር። በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው ኤምፔምባ ታታሪ ተማሪ አልነበረም እና አያመነታም። በትምህርቱ መጨረሻ ላይ እንደማይደርሰው በመፍራት አሁንም ትኩስ ወተት በማቀዝቀዣ ውስጥ አስቀመጠ. የሚገርመው፣ በሁሉም ደንቦች መሰረት ተዘጋጅቶ ከጓዶቹ ወተት ቀደም ብሎ ቀዘቀዘ።

ኤምፔምባ ግኝቱን ከፊዚክስ መምህሩ ጋር ሲያካፍል፣ በክፍሉ ፊት ለፊት ሳቀበት። ኤምፔምባ ስድቡን አስታወሰ። ከአምስት ዓመታት በኋላ በዳሬሰላም ዩኒቨርሲቲ ተማሪ ሆኖ በታዋቂው የፊዚክስ ሊቅ ዴኒስ ጂ ኦስቦርን ንግግር ተካፈለ። ከንግግሩ በኋላ ሳይንቲስቱን አንድ ጥያቄ ጠየቀ፡- “ሁለት ተመሳሳይ ኮንቴይነሮችን በእኩል መጠን ውሃ ከወሰድክ አንደኛው በ 35 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ (95 ዲግሪ ፋራናይት) እና በ 100 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ (212 °F) እና አስቀምጣቸው። በማቀዝቀዣው ውስጥ, ከዚያም በሙቅ መያዣ ውስጥ ያለው ውሃ በፍጥነት ይቀዘቅዛል. ለምን?" አንድ እንግሊዛዊ ፕሮፌሰር አምላክ የተተወችውን ታንዛኒያ የመጣ ወጣት ለቀረበለት ጥያቄ ምን ምላሽ እንደሚሰጥ መገመት ትችላለህ። ተማሪውን አሾፈ። ቢሆንም, Mpemba እንዲህ ያለ መልስ ዝግጁ ነበር እና አንድ ውርርድ ወደ ሳይንቲስቱ ተገዳደረው. ሙግታቸው በሙከራ ፍተሻ አብቅቷል ኤምፔምባ ትክክል መሆኑን እና ኦስቦርን አሸንፏል። ስለዚህ, ተለማማጅ ምግብ ማብሰያው ስሙን በሳይንስ ታሪክ ውስጥ ጽፏል, እና ከአሁን ጀምሮ ይህ ክስተት "Mpemba ተጽእኖ" ይባላል. እሱን መጣል, "የለም" ብሎ ማወጅ የማይቻል ነው. ክስተቱ አለ, እና ገጣሚው እንደጻፈው, "አይጎዳውም."

የአቧራ ቅንጣቶች እና መፍትሄዎች ተጠያቂ ናቸው?

ባለፉት ዓመታት ብዙዎች የቀዘቀዘውን ውሃ ምስጢር ለመፍታት ሞክረዋል። ለዚህ ክስተት አጠቃላይ ማብራሪያዎች ቀርበዋል-ትነት ፣ ኮንቬክሽን ፣ የተሟሟት ንጥረ ነገሮች ተፅእኖ - ግን ከእነዚህ ምክንያቶች ውስጥ አንዳቸውም እንደ ፍቺ ሊቆጠሩ አይችሉም። በርካታ ሳይንቲስቶች መላ ሕይወታቸውን ለኤምፔምባ ተፅዕኖ አሳልፈዋል። በኒውዮርክ ስቴት ዩኒቨርሲቲ የጨረር ደህንነት ክፍል አባል የሆነው ጄምስ ብራውንሪጅ በትርፍ ጊዜው ፓራዶክስን ለአስር አመታት ሲያጠና ቆይቷል። ሳይንቲስቱ በመቶዎች የሚቆጠሩ ሙከራዎችን ካደረጉ በኋላ ስለ ሃይፖሰርሚያ "ጥፋተኝነት" ማስረጃ እንዳላቸው ተናግረዋል. ብራውንሪጅ በ 0 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ውስጥ ውሃ ብቻ በጣም እንደሚቀዘቅዝ እና የሙቀት መጠኑ ከታች ሲቀንስ ማቀዝቀዝ ይጀምራል. የመቀዝቀዣው ነጥብ በውሃ ውስጥ በሚገኙ ቆሻሻዎች ቁጥጥር ይደረግበታል - የበረዶ ክሪስታሎችን የመፍጠር ፍጥነት ይለውጣሉ. እንደ የአቧራ ቅንጣቶች፣ ባክቴሪያ እና የተሟሟ ጨው ያሉ ቆሻሻዎች በክሪስታልላይዜሽን ማዕከላት ዙሪያ የበረዶ ክሪስታሎች ሲፈጠሩ የባህሪው የኑክሌር ሙቀት አላቸው። ብዙ ንጥረ ነገሮች በአንድ ጊዜ በውሃ ውስጥ ሲገኙ, የመቀዝቀዣው ነጥብ የሚወሰነው ከፍተኛው የኑክሌር ሙቀት ባለው ሰው ነው.

ለሙከራው, ብራውንሪጅ ተመሳሳይ የሙቀት መጠን ያላቸውን ሁለት የውሃ ናሙናዎች ወስዶ በማቀዝቀዣ ውስጥ አስቀመጣቸው. ከናሙናዎቹ አንዱ ሁልጊዜ ከሌላው በፊት እንደሚቀዘቅዙ ደርሰውበታል፣ ምናልባትም በተለየ የቆሻሻ ውህደት ምክንያት ሊሆን ይችላል።

ብራውንሪጅ ሙቅ ውሃ በፍጥነት ይቀዘቅዛል ምክንያቱም በውሃው የሙቀት መጠን እና በማቀዝቀዣው መካከል ከፍተኛ ልዩነት አለ - ይህ ቀዝቃዛ ውሃ ወደ ተፈጥሯዊው የመቀዝቀዝ ቦታ ከመድረሱ በፊት ወደ በረዶነት ደረጃ ላይ እንዲደርስ ይረዳል, ይህም ቢያንስ 5 ° ሴ ዝቅተኛ ነው.

ሆኖም የብራውንሪጅ ምክንያት ብዙ ጥያቄዎችን ያስነሳል። ስለዚህ የMpemba ተጽእኖን በራሳቸው መንገድ ማብራራት የሚችሉት ከብሪቲሽ ሮያል ሶሳይቲ ኦፍ ኬሚስትሪ ለሺህ ፓውንድ ስተርሊንግ የመወዳደር እድል አላቸው።

በዚህ ጽሑፍ ውስጥ ለምን ሙቅ ውሃ ከቀዝቃዛ ውሃ በበለጠ ፍጥነት እንደሚቀዘቅዝ ያለውን ጥያቄ እንመለከታለን.

የሞቀ ውሃ ከቀዝቃዛ ውሃ በበለጠ ፍጥነት ይቀዘቅዛል! ሳይንቲስቶች አሁንም ትክክለኛ ማብራሪያ ማግኘት ያልቻሉበት ይህ አስደናቂ የውሃ ንብረት ከጥንት ጀምሮ ይታወቃል። ለምሳሌ ፣ በአርስቶትል ውስጥ እንኳን የክረምት ዓሳ ማጥመድ መግለጫ አለ-ዓሣ አጥማጆች የዓሣ ማጥመጃ ዘንግ በበረዶው ውስጥ ወደ ጉድጓዶች ውስጥ አስገብተዋል ፣ እና በፍጥነት እንዲቀዘቅዙ በበረዶው ላይ የሞቀ ውሃን ያፈሱ። ይህ ክስተት በ 60 ዎቹ በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን በ Erasto Mpemba ስም ተሰይሟል. Mnemba አይስ ክሬምን በሚሰራበት ጊዜ አንድ እንግዳ ውጤት አስተዋለ እና ማብራሪያ ለማግኘት ወደ ፊዚክስ መምህሩ ዶ/ር ዴኒስ ኦስቦርን ዞረ። ምፔምባ እና ዶ/ር ኦስቦርን በተለያየ የሙቀት መጠን በውሃ ላይ ሞክረው የፈላ ውሃ ከውሃ በበለጠ ፍጥነት በክፍል ሙቀት ማቀዝቀዝ ይጀምራል ብለው ደምድመዋል። ሌሎች ሳይንቲስቶች የራሳቸውን ሙከራዎች ያደረጉ ሲሆን በእያንዳንዱ ጊዜ ተመሳሳይ ውጤቶችን አግኝተዋል.

የአካላዊ ክስተት ማብራሪያ

ይህ ለምን እንደሚከሰት በአጠቃላይ ተቀባይነት ያለው ማብራሪያ የለም. ብዙ ተመራማሪዎች እንደሚጠቁሙት አጠቃላይ ነጥቡ የፈሳሹን በጣም ቀዝቃዛ ሲሆን ይህም የሙቀት መጠኑ ከቀዝቃዛው ነጥብ በታች በሚቀንስበት ጊዜ ነው. በሌላ አነጋገር ውሃ ከ 0 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በታች በሆነ የሙቀት መጠን ከቀዘቀዙ በጣም የቀዘቀዘ ውሃ ለምሳሌ -2 ° ሴ የሙቀት መጠን ሊኖረው ይችላል እና አሁንም ወደ በረዶነት ሳይለወጥ ፈሳሽ ሆኖ ይቆያል። ቀዝቃዛ ውሃን ለማቀዝቀዝ ስንሞክር, በመጀመሪያ በጣም ቀዝቃዛ እና ከተወሰነ ጊዜ በኋላ ጠንካራ የመሆን እድል አለ. ሌሎች ሂደቶች በሞቀ ውሃ ውስጥ ይከሰታሉ. በፍጥነት ወደ በረዶነት መለወጥ ከኮንቬንሽን ጋር የተያያዘ ነው.

ኮንቬሽን- ይህ ሞቃታማ የታችኛው የፈሳሽ ንብርብሮች የሚነሱበት እና የላይኛው ፣ የቀዘቀዙት የሚወድቁበት አካላዊ ክስተት ነው።