Vesi- keemilisest seisukohast üsna lihtne aine, kuid sellel on mitmeid ebatavalisi omadusi, mis ei lakka teadlasi hämmastamast. Allpool on mõned faktid, millest vähesed teavad.
1. Milline vesi külmub kiiremini – külm või kuum?
Võtame kaks anumat veega: ühte valage kuum vesi ja teise külm vesi ning asetage need sügavkülma. Kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi, kuigi loogiliselt võttes oleks külm vesi pidanud esmalt jääks muutuma: kuum vesi peab ju esmalt jahtuma külma temperatuurini ja seejärel muutuma jääks, külm vesi aga ei pea jahtuma. Miks see juhtub?
1963. aastal märkas Tansaania tudeng Erasto B. Mpemba jäätisesegu külmutades, et kuum segu tahkub sügavkülmas kiiremini kui külm. Kui noormees oma avastust füüsikaõpetajaga jagas, naeris ta tema üle ainult. Õnneks oli õpilane visa ja veenis õpetajat katset tegema, mis kinnitas tema avastust: teatud tingimustel külmub kuum vesi tegelikult kiiremini kui külm vesi.
Nüüd nimetatakse seda nähtust, kus kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi " Mpemba efekt" Tõsi, ammu enne teda märkisid seda vee ainulaadset omadust Aristoteles, Francis Bacon ja Rene Descartes.
Teadlased ei mõista siiani täielikult selle nähtuse olemust, selgitades seda kas erinevusega ülejahutuses, aurustumises, jää moodustumisel, konvektsioonis või veeldatud gaaside mõjuga kuumale ja külmale veele.
2. See võib koheselt külmuda
Kõik teavad seda vesi muutub 0°C-ni jahutades alati jääks... välja arvatud mõned erandid! Sellise juhtumi näiteks on ülejahutus, mis on väga puhta vee omadus jääda vedelaks ka siis, kui see jahutatakse alla külmumistemperatuuri. See nähtus on võimalik tänu sellele, et keskkond ei sisalda kristallisatsioonikeskusi ega tuumasid, mis võiksid käivitada jääkristallide moodustumise. Ja nii jääb vesi vedelal kujul ka siis, kui see jahutatakse alla null kraadi Celsiuse järgi.
Kristalliseerimisprotsess põhjuseks võivad olla näiteks gaasimullid, lisandid (saasteained) või anuma ebaühtlane pind. Ilma nendeta jääb vesi vedelaks. Kui kristalliseerumisprotsess algab, saate vaadata, kuidas ülijahutatud vesi muutub koheselt jääks.
Pange tähele, et "ülekuumutatud" vesi jääb vedelaks ka siis, kui seda kuumutatakse üle keemistemperatuuri.
3. 19 vee olekut
Nimetage kõhklemata, mitu erinevat olekut vees on? Kui vastasid kolm: tahke, vedel, gaas, siis eksid. Teadlased eristavad vees vähemalt 5 erinevat olekut vedelal kujul ja 14 olekut külmutatud kujul.
Kas mäletate vestlust ülijahutatud veest? Seega, ükskõik, mida teete, muutub -38 °C juures isegi kõige puhtam ülijahutatud vesi ootamatult jääks. Mis juhtub, kui temperatuur veelgi langeb? -120 °C juures hakkab veega juhtuma midagi kummalist: see muutub üliviskoosseks või viskoosseks nagu melass ja temperatuuril alla -135 °C muutub see "klaaskehaseks" või "klaasjaks" veeks - tahkeks aineks, millel puudub kristallilisus. struktuur.
4. Vesi üllatab füüsikuid
Molekulaarsel tasandil on vesi veelgi üllatavam. 1995. aastal andis teadlaste läbiviidud neutronite hajumise katse ootamatu tulemuse: füüsikud avastasid, et veemolekulidele suunatud neutronid "näevad" oodatust 25% vähem vesiniku prootoneid.
Selgus, et kiirusel üks attosekund (10 -18 sekundit) toimub ebatavaline kvantefekt ja selle asemel vee keemiline valem H2O, muutub H1,5O!
5. Veemälu
Alternatiiv ametlikule meditsiinile homöopaatia väidab, et ravimi lahjendatud lahus võib avaldada kehale tervendavat toimet, isegi kui lahjendustegur on nii suur, et lahusesse ei jää midagi peale veemolekulide. Homöopaatia pooldajad selgitavad seda paradoksi mõistega " veemälu“, mille kohaselt on vees molekulaarsel tasemel “mälu” selles kunagi lahustunud ainest ja see säilitab algse kontsentratsiooniga lahuse omadused pärast seda, kui sellesse pole jäänud ühtegi koostisosa molekuli.
Homöopaatia põhimõtteid kritiseerinud Belfasti Queeni ülikooli professori Madeleine Ennise juhitud rahvusvaheline teadlaste rühm viis 2002. aastal läbi eksperimendi, et see kontseptsioon lõplikult ümber lükata. Tulemus oli vastupidine. Pärast seda väitsid teadlased, et nad suutsid tõestada mõju tegelikkust. veemälu" Sõltumatute ekspertide järelevalve all tehtud katsed aga tulemusi ei andnud. Vaidlused nähtuse olemasolu üle " veemälu"jätka.
Veel on palju muid ebatavalisi omadusi, millest me selles artiklis ei rääkinud. Näiteks vee tihedus muutub sõltuvalt temperatuurist (jää tihedus on väiksem kui vee tihedus); vesi on üsna kõrge pindpinevusega; vedelas olekus on vesi kompleksne ja dünaamiliselt muutuv veekogumike võrgustik ning just klastrite käitumine mõjutab vee struktuuri jne.
Nende ja paljude teiste ootamatute funktsioonide kohta vesi saab lugeda artiklist " Vee anomaalsed omadused", mille autor on Londoni ülikooli professor Martin Chaplin.
Üks mu lemmikaineid koolis oli keemia. Kord andis keemiaõpetaja meile väga kummalise ja raske ülesande. Ta andis meile nimekirja küsimustest, millele pidime keemia osas vastama. Selle ülesande täitmiseks anti meile mitu päeva ning lubati kasutada raamatukogusid ja muid kättesaadavaid teabeallikaid. Üks neist küsimustest puudutas vee külmumispunkti. Ma ei mäleta täpselt, kuidas küsimus kõlas, aga see puudutas seda, et kui võtta kaks ühesuurust puidust ämbrit, millest üks on kuum, teine külm (täpselt näidatud temperatuuriga) ja asetada need teatud temperatuuriga keskkond, milline neist külmub kiiremini? Vastus muidugi pakkus end kohe välja – ämbritäis külma vett, aga meie arvates oli see liiga lihtne. Kuid sellest ei piisanud täieliku vastuse andmiseks, me pidime seda tõestama keemilisest vaatenurgast. Vaatamata kogu oma mõtlemisele ja uurimistööle ei jõudnud ma loogilisele järeldusele. Otsustasin sellel päeval isegi selle õppetunni vahele jätta, nii et ma ei õppinud kunagi selle mõistatuse lahendust.
Möödusid aastad ja õppisin palju igapäevaseid müüte vee keemis- ja külmumistemperatuuri kohta ning üks müüt ütles: "kuum vesi külmub kiiremini." Vaatasin paljusid veebisaite, kuid teave oli liiga vastuoluline. Ja need olid vaid arvamused, teaduslikust seisukohast alusetud. Ja otsustasin teha oma katse. Kuna ma ei leidnud puidust ämbreid, siis kasutasin sügavkülmikut, pliiti, natuke vett ja digitaalset termomeetrit. Oma kogemuse tulemustest räägin teile veidi hiljem. Esiteks jagan teiega mõningaid huvitavaid argumente vee kohta:
Kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi. Enamik eksperte väidab, et külm vesi külmub kiiremini kui kuum vesi. Kuid üks naljakas nähtus (nn Memba efekt) tõestab teadmata põhjustel vastupidist: kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi. Üks paljudest seletustest on aurustumisprotsess: kui panna väga kuum vesi külma keskkonda, hakkab vesi aurustuma (ülejäänud veekogus külmub kiiremini). Ja keemiaseaduste järgi pole see sugugi müüt ja tõenäoliselt tahtis seda õpetaja meilt kuulda.
Keedetud vesi külmub kiiremini kui kraanivesi. Vaatamata eelnevale selgitusele väidavad mõned eksperdid, et toatemperatuurini jahtunud keedetud vesi peaks külmuma kiiremini, sest keetmine vähendab hapniku hulka.
Külm vesi keeb kiiremini kui kuum vesi. Kui kuum vesi külmub kiiremini, siis võib-olla läheb külm vesi kiiremini keema! See on vastuolus terve mõistusega ja teadlased ütlevad, et see lihtsalt ei saa olla. Kuum kraanivesi peaks tegelikult keema kiiremini kui külm vesi. Kuid kuuma vee keetmine ei säästa energiat. Võite kasutada vähem gaasi või valgust, kuid veesoojendi kasutab sama palju energiat, mis on vajalik külma vee soojendamiseks. (Päikeseenergiaga on olukord veidi erinev). Veesoojendi poolt vee soojendamisel võib tekkida setteid, mistõttu vee soojenemine võtab kauem aega.
Kui lisada vette soola, läheb see kiiremini keema. Sool tõstab keemistemperatuuri (ja vastavalt langetab külmumistemperatuuri – seepärast lisavad mõned koduperenaised jäätisele veidi kivisoola). Kuid sel juhul huvitab meid veel üks küsimus: kui kaua vesi keeb ja kas keemistemperatuur võib sel juhul tõusta üle 100 °C). Hoolimata sellest, mida kokaraamatud ütlevad, väidavad teadlased, et soola kogus, mille me keevasse vette lisame, ei ole piisav keemisaja või -temperatuuri mõjutamiseks.
Aga siin on see, mis ma sain:
Külm vesi: kasutasin kolme 100 ml klaasist puhastatud vett: üks klaas toatemperatuuriga (72 °F/22 °C), üks kuuma veega (115 °F/46 °C) ja üks keedetud veega (212 °C). °F/100 °C). Panin kõik kolm klaasi sügavkülma -18°C. Ja kuna teadsin, et vesi ei muutu kohe jääks, määrasin külmumisastme "puidust ujukiga". Kui klaasi keskele asetatud pulk enam alust ei puudutanud, lugesin vee jäätunud. Prille kontrollisin iga viie minuti tagant. Ja millised on minu tulemused? Esimeses klaasis olev vesi külmus 50 minuti pärast. Kuum vesi külmus 80 minuti pärast. Keedetud - 95 minuti pärast. Minu järeldused: Arvestades sügavkülmiku tingimusi ja kasutatud vett, ei suutnud ma Memba efekti reprodutseerida.
Proovisin seda katset ka eelnevalt keedetud veega, mis oli jahtunud toatemperatuurini. See külmus 60 minutiga – külmumine võttis ikka kauem aega kui külma veega.
Keedetud vesi: võtsin liitri toasooja vett ja panin tulele. See keetis 6 minutiga. Seejärel jahutasin selle tagasi toatemperatuurini ja lisasin kuumaks. Sama tulega keetis kuum vesi 4 tunni ja 30 minutiga. Järeldus: Nagu oodatud, keeb kuum vesi palju kiiremini.
Keedetud vesi (soolaga): 1 liitri vee kohta lisasin 2 suurt supilusikatäit lauasoola. See kees 6 minuti 33 sekundiga ja nagu termomeeter näitas, saavutas temperatuur 102°C. Kahtlemata mõjutab sool keemistemperatuuri, kuid mitte palju. Järeldus: vees olev sool ei mõjuta oluliselt temperatuuri ja keemisaega. Tunnistan ausalt, et vaevalt saab minu kööki laboriks nimetada ja võib-olla on minu järeldused tegelikkusega vastuolus. Minu sügavkülmik ei pruugi toitu ühtlaselt külmutada. Minu prillid võisid olla ebakorrapärase kujuga jne. Kuid ükskõik, mis laboris ka ei juhtuks, köögis vee külmutamise või keetmise puhul on kõige tähtsam terve mõistus.
link huvitavate faktidega vee ja vee kohta
nagu foorumis forum.ixbt.com soovitati, nimetatakse seda efekti (kuuma vee külmumisest kiiremini kui külmast veest) "Aristotelese-Mpemba efektiks".
Need. Keedetud vesi (jahutatud) külmub kiiremini kui “toores” vesi
Tundub ilmne, et külm vesi külmub kiiremini kui kuum vesi, kuna võrdsetel tingimustel võtab kuuma vee jahtumine ja seejärel külmumine kauem aega. Kuid tuhandeid aastaid kestnud vaatlused ja ka kaasaegsed katsed on näidanud, et tõsi on ka vastupidine: teatud tingimustel külmub kuum vesi kiiremini kui külm vesi. Scienciumi teaduskanal selgitab seda nähtust:
Nagu ülaltoodud videos selgitatud, on nähtus, et kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi, tuntud kui Mpemba efekt, mis sai nime Erasto Mpemba, Tansaania õpilase järgi, kes valmistas 1963. aastal kooliprojekti raames jäätist. Õpilased pidid koore ja suhkru segu keema, laskma jahtuda ja seejärel sügavkülma panna.
Selle asemel pani Erasto oma segu kohe kuumalt sisse, ootamata, kuni see jahtub. Selle tulemusena oli tema segu 1,5 tunni pärast juba külmunud, kuid teiste õpilaste segud mitte. Nähtuse vastu huvi tundes hakkas Mpemba seda küsimust uurima koos füüsikaprofessor Denis Osborne’iga ja 1969. aastal avaldasid nad artikli, milles väideti, et soe vesi külmub kiiremini kui külm vesi. See oli esimene omataoline eelretsenseeritud uuring, kuid nähtust ennast mainitakse Aristotelese paberites, mis pärinevad 4. sajandist eKr. e. Seda nähtust märkisid oma uurimustes ka Francis Bacon ja Descartes.
Videos on mitu võimalust toimuva selgitamiseks:
- Härmatis on dielektrik ja seetõttu salvestab härmas külm vesi soojust paremini kui soe klaas, mis kokku puutudes jää sulab
- Külmas vees on rohkem lahustunud gaase kui soojas vees ja teadlased oletavad, et see võib mängida rolli jahtumise kiiruses, kuigi pole veel selge, kuidas
- Kuum vesi kaotab aurustumisel rohkem veemolekule, mistõttu jääb külmuma vähem
- Soe vesi võib suurenenud konvektiivvoolude tõttu kiiremini jahtuda. Need hoovused tekivad seetõttu, et klaasis olev vesi jahtub esmalt pinnalt ja külgedelt, põhjustades külma vee vajumist ja kuuma vee tõusu. Soojas klaasis on konvektiivsed voolud aktiivsemad, mis võib mõjutada jahutuskiirust.
2016. aastal viidi aga läbi hoolikalt kontrollitud uuring, mis näitas vastupidist: kuum vesi külmus palju aeglasemalt kui külm vesi. Samal ajal märkasid teadlased, et termopaari – temperatuurimuutusi määrava seadme – asukoha muutmine vaid sentimeetri võrra viib Mpemba efekti ilmnemiseni. Teiste sarnaste uuringute uuring näitas, et kõigil juhtudel, kui seda efekti täheldati, toimus termopaari nihkumine sentimeetri piires.
Paljud teadlased on esitanud ja esitavad oma versioonid, miks kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi. Tundub paradoksaalne – külmumiseks peab kuum vesi ju esmalt jahtuma. Kuid fakt jääb faktiks ja teadlased selgitavad seda erineval viisil.
Peamised versioonid
Praegu on seda fakti selgitavad mitmed versioonid:
- Kuna kuum vesi aurustub kiiremini, väheneb selle maht. Ja väiksema koguse vee külmumine samal temperatuuril toimub kiiremini.
- Külmiku sügavkülmkambris on lumevooder. Kuuma vett sisaldav anum sulatab selle all oleva lume. See parandab termilist kontakti sügavkülmikuga.
- Külma vee külmumine algab erinevalt kuumast veest ülevalt. Samal ajal süvenevad konvektsioon ja soojuskiirgus ning sellest tulenevalt ka soojuskadu.
- Külm vesi sisaldab kristallisatsioonikeskusi – selles lahustunud aineid. Kui nende sisaldus vees on väike, on jäätumine keeruline, kuigi samal ajal on võimalik ülejahutus - kui miinustemperatuuril on see vedelas olekus.
Kuigi ausalt öeldes võime öelda, et seda mõju ei täheldata alati. Väga sageli külm vesi külmub kiiremini kui kuum vesi.
Mis temperatuuril vesi külmub
Miks vesi üldse külmub? See sisaldab teatud koguses mineraalseid või orgaanilisi osakesi. Need võivad olla näiteks väga väikesed liiva-, tolmu- või saviosakesed. Õhutemperatuuri langedes on need osakesed keskused, mille ümber tekivad jääkristallid.
Kristallisatsioonituumade rolli võivad täita ka õhumullid ja praod vett sisaldavas anumas. Vee jääks muutumise protsessi kiirust mõjutab suuresti selliste keskuste arv – kui neid on palju, külmub vedelik kiiremini. Tavalistes tingimustes, normaalse atmosfäärirõhu juures, muutub vesi temperatuuril 0 kraadi vedelikust tahkeks.
Mpemba efekti olemus
Mpemba efekt on paradoks, mille olemus seisneb selles, et teatud asjaoludel külmub kuum vesi kiiremini kui külm vesi. Seda nähtust märkasid Aristoteles ja Descartes. Kuid alles 1963. aastal tegi Tansaania koolipoiss Erasto Mpemba kindlaks, et kuum jäätis külmub lühema ajaga kui külm jäätis. Selle järelduse tegi ta kokandusülesannet täites.
Ta pidi suhkru keedetud piimas lahustama ja pärast selle jahutamist külmkappi külmuma panema. Ilmselt polnud Mpemba eriti hoolas ja hakkas ülesande esimest osa täitma hilja. Seetõttu ei oodanud ta piima jahtumist, vaid pani selle kuumalt külmkappi. Suur oli tema üllatus, kui see külmus isegi kiiremini kui klassikaaslastel, kes tegid tööd etteantud tehnoloogia järgi.
See asjaolu huvitas noormeest väga ja ta alustas katseid tavalise veega. 1969. aastal avaldas ajakiri Physics Education Mpemba ja Dar Es Salaami ülikooli professori Dennis Osborne’i uurimistöö tulemused. Nende kirjeldatud efektile anti nimi Mpemba. Kuid isegi tänapäeval pole nähtusel selget seletust. Kõik teadlased nõustuvad, et peamine roll selles on jahutatud ja kuuma vee omaduste erinevustel, kuid mis täpselt, pole teada.
Singapuri versioon
Ka ühe Singapuri ülikooli füüsikuid huvitas küsimus, kumb vesi külmub kiiremini – kuum või külm? Xi Zhangi juhitud teadlaste meeskond selgitas seda paradoksi täpselt vee omadustega. Kõik teavad vee koostist kooliajast – hapnikuaatom ja kaks vesinikuaatomit. Hapnik tõmbab elektronid mingil määral vesinikust eemale, nii et molekul on teatud tüüpi "magnet".
Selle tulemusena tõmbuvad teatud molekulid vees üksteise poole ja neid ühendab vesinikside. Selle tugevus on mitu korda väiksem kui kovalentsel sidemel. Singapuri teadlased usuvad, et Mpemba paradoksi seletus peitub just vesiniksidemetes. Kui veemolekulid asetada väga tihedalt kokku, siis nii tugev molekulidevaheline interaktsioon võib deformeerida molekuli enda keskel asuva kovalentse sideme.
Kuid kui vett kuumutatakse, liiguvad seotud molekulid üksteisest veidi eemale. Selle tulemusena toimub molekulide keskel kovalentsete sidemete lõõgastumine koos liigse energia vabanemisega ja üleminekuga madalamale energiatasemele. See toob kaasa asjaolu, et kuum vesi hakkab kiiresti jahtuma. Vähemalt nii näitavad Singapuri teadlaste teostatud teoreetilised arvutused.
Koheselt külmutav vesi – 5 uskumatut trikki: Video
Näib, et vana hea valem H 2 O ei sisalda saladusi. Kuid tegelikult on vesi – eluallikas ja maailma kuulsaim vedelik – täis palju mõistatusi, mida isegi teadlased ei suuda mõnikord lahendada.
Siin on 5 kõige huvitavamat fakti vee kohta:
1. Kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi
Võtame kaks anumat veega: ühte valage kuum vesi ja teise külm vesi ning asetage need sügavkülma. Kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi, kuigi loogiliselt võttes oleks külm vesi pidanud esmalt jääks muutuma: kuum vesi peab ju esmalt jahtuma külma temperatuurini ja seejärel muutuma jääks, külm vesi aga ei pea jahtuma. Miks see juhtub?
1963. aastal külmutas Tansaanias keskkooliõpilane Erasto B. Mpemba jäätisesegu ja märkas, et kuum segu tahkub sügavkülmas kiiremini kui külm. Kui noormees oma avastust füüsikaõpetajaga jagas, naeris ta tema üle ainult. Õnneks oli õpilane visa ja veenis õpetajat katset tegema, mis kinnitas tema avastust: teatud tingimustel külmub kuum vesi tegelikult kiiremini kui külm vesi.
Nüüd nimetatakse seda nähtust, kus kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi, "Mpemba efektiks". Tõsi, ammu enne teda märkisid seda vee ainulaadset omadust Aristoteles, Francis Bacon ja Rene Descartes.
Teadlased ei mõista siiani täielikult selle nähtuse olemust, selgitades seda kas erinevusega ülejahutuses, aurustumises, jää moodustumisel, konvektsioonis või veeldatud gaaside mõjuga kuumale ja külmale veele.
X.RU märkus teemal "Kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi."
Kuna jahutuse küsimused on meile, külmutusspetsialistidele, lähemal, siis lubame endal veidi süveneda selle probleemi olemusse ja anname kaks arvamust sellise salapärase nähtuse olemuse kohta.
1. Washingtoni ülikooli teadlane on välja pakkunud seletuse Aristotelese ajast tuntud salapärasele nähtusele: miks kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi.
Nähtust, mida nimetatakse Mpemba efektiks, kasutatakse praktikas laialdaselt. Näiteks soovitavad eksperdid autojuhtidel valada talvel pesuri reservuaari külma, mitte kuuma vett. Kuid mis selle nähtuse aluseks on, jäi pikka aega teadmata.
Dr Jonathan Katz Washingtoni ülikoolist uuris seda nähtust ja jõudis järeldusele, et olulist rolli mängivad vees lahustunud ained, mis kuumutamisel sadestuvad, edastab EurekAlert.
Lahustunud ainete all peab dr Katz silmas kaltsium- ja magneesiumvesinikkarbonaate, mida leidub kõvas vees. Vee kuumutamisel need ained sadestuvad, moodustades veekeetja seintele katlakivi. Vesi, mida pole kunagi kuumutatud, sisaldab neid lisandeid. Külmumisel ja jääkristallide moodustumisel suureneb lisandite kontsentratsioon vees 50 korda. Seetõttu väheneb vee külmumistemperatuur. "Ja nüüd peab vesi külmumiseks veelgi jahtuma," selgitab dr Katz.
On veel üks põhjus, mis takistab soojendamata vee külmumist. Vee külmumistemperatuuri alandamine vähendab tahke ja vedela faasi temperatuuride erinevust. "Kuna sellest temperatuuride erinevusest sõltub vee soojuskao kiirus, jahtub soojendamata vesi halvemini," kommenteerib dr Katz.
Teadlase sõnul saab tema teooriat katseliselt kontrollida, kuna Mpemba efekt muutub kargema vee puhul märgatavamaks.
2. Hapnik pluss vesinik pluss külm tekitab jääd. Esmapilgul tundub see läbipaistev aine väga lihtne. Tegelikkuses on jää täis palju saladusi. Aafriklase Erasto Mpemba loodud jää kuulsusele ei mõelnud. Päevad olid kuumad. Ta tahtis popsi. Ta võttis mahlakarbi ja pani sügavkülma. Ta tegi seda rohkem kui korra ja seetõttu märkas, et mahl külmub eriti kiiresti, kui seda esmalt päikese käes hoida – see tõesti soojendab! See on kummaline, arvas Tansaania koolipoiss, kes käitus maise tarkuse vastaselt. Kas tõesti on tõsi, et selleks, et vedelik muutuks kiiremini jääks, tuleb seda esmalt... kuumutada? Noormees oli nii üllatunud, et jagas oma oletust õpetajaga. Ta teatas sellest uudishimust ajakirjanduses.
See lugu juhtus eelmise sajandi kuuekümnendatel. Nüüd on "Mpemba efekt" teadlastele hästi teada. Kuid see pealtnäha lihtne nähtus jäi pikaks ajaks saladuseks. Miks kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi?
Alles 1996. aastal leidis füüsik David Auerbach lahenduse. Sellele küsimusele vastamiseks viis ta läbi terve aasta kestnud katse: soojendas klaasis vett ja jahutas uuesti. Mida ta siis teada sai? Kuumutamisel vees lahustunud õhumullid aurustuvad. Gaasideta vesi külmub kergemini anuma seintele. "Loomulikult külmub ka kõrge õhusisaldusega vesi," ütleb Auerbach, "kuid mitte nullkraadi juures, vaid ainult miinus nelja kuni kuue kraadi juures." Muidugi peate kauem ootama. Niisiis, kuum vesi külmub enne külma vett, see on teaduslik fakt.
Vaevalt on ainet, mis ilmuks meie silme ette sama kergesti kui jää. See koosneb ainult veemolekulidest - see tähendab elementaarmolekulidest, mis sisaldavad kahte vesinikuaatomit ja ühte hapnikuaatomit. Jää on aga võib-olla kõige salapärasem aine universumis. Teadlased ei ole veel suutnud selgitada mõningaid selle omadusi.
2. Ülijahutus ja "hetk" külmutamine
Kõik teavad, et 0°C-ni jahutades muutub vesi alati jääks... välja arvatud mõnel juhul! Selle näiteks on "ülijahutus", mis on väga puhta vee omadus jääda vedelaks isegi siis, kui see jahutatakse alla külmumistemperatuuri. See nähtus on võimalik tänu sellele, et keskkond ei sisalda kristallisatsioonikeskusi ega tuumasid, mis võiksid käivitada jääkristallide moodustumise. Ja nii jääb vesi vedelal kujul ka siis, kui see jahutatakse alla null kraadi Celsiuse järgi. Kristalliseerumisprotsessi võivad käivitada näiteks gaasimullid, lisandid (saasteained) või anuma ebaühtlane pind. Ilma nendeta jääb vesi vedelaks. Kui kristalliseerumisprotsess algab, saate vaadata, kuidas ülijahutatud vesi muutub koheselt jääks.
Vaadake Phil Medina (www.mrsciguy.com) videot (2901 kB, 60 sek) ja veenduge ise >>
Kommenteeri.Ülekuumutatud vesi jääb vedelaks ka siis, kui seda kuumutatakse üle keemistemperatuuri.
3. "Klaasist" vesi
Nimetage kiiresti ja mõtlemata, mitu erinevat olekut veel on?
Kui vastasid kolm (tahke, vedel, gaas), siis eksid. Teadlased tuvastavad vähemalt 5 erinevat vedela vee ja 14 jää olekut.
Kas mäletate vestlust ülijahutatud veest? Nii et ükskõik, mida teete, muutub -38 °C juures isegi kõige puhtam ülijahutatud vesi ootamatult jääks. Mis saab edasise langusega?
temperatuur? -120 °C juures hakkab veega juhtuma midagi kummalist: see muutub üliviskoosseks või viskoosseks nagu melass ja temperatuuril alla -135 °C muutub see "klaasjaks" või "klaasjaks" veeks - tahkeks aineks, millel puudub kristalne struktuur. .
4. Vee kvantomadused
Molekulaarsel tasandil on vesi veelgi üllatavam. 1995. aastal andis teadlaste läbiviidud neutronite hajumise katse ootamatu tulemuse: füüsikud avastasid, et veemolekulidele suunatud neutronid "näevad" oodatust 25% vähem vesiniku prootoneid.
Selgus, et kiirusel üks attosekund (10 -18 sekundit) toimub ebatavaline kvantefekt ja vee keemiline valem tavapärase - H 2 O asemel muutub H 1,5 O!
5. Kas veel on mälu?
Homöopaatia, alternatiiv tavameditsiinile, väidab, et ravimi lahjendatud lahusel võib olla organismi tervendav toime ka siis, kui lahjendustegur on nii suur, et peale veemolekulide ei jää lahusesse midagi alles. Homöopaatia pooldajad selgitavad seda paradoksi kontseptsiooniga, mida nimetatakse "veemäluks", mille kohaselt on vees molekulaarsel tasemel "mälu" ainest, kui see on selles lahustunud ja säilitab lahuse algse kontsentratsiooni omadused pärast mitte ühtki. koostisosa molekul jääb sellesse.
Belfasti Queeni ülikooli professori Madeleine Ennise juhitud rahvusvaheline teadlaste rühm, kes kritiseeris homöopaatia põhimõtteid, viis 2002. aastal läbi eksperimendi, et see kontseptsioon lõplikult ümber lükata. Tulemus oli vastupidine. Pärast mida ütlesid teadlased, et nad suutsid tõestada „veemälu" efekti reaalsust. Sõltumatute ekspertide juhendamisel tehtud katsed aga tulemusi ei toonud Vaidlused „veemälu" fenomeni olemasolu üle jätkuvad.
Veel on palju muid ebatavalisi omadusi, millest me selles artiklis ei rääkinud.
Kirjandus.
1. 5 tõeliselt imelikku asja vee kohta / http://www.neatorama.com.
2. Vee mõistatus: loodi Aristotelese-Mpemba efekti teooria / http://www.o8ode.ru.
3. Nepomnjaštšõ N.N. Elu looduse saladused. Universumi kõige salapärasem aine / http://www.bibliotekar.ru.