1963 yılında Erasto Mpemba adlı Tanzanyalı bir öğrenci öğretmenine aptalca bir soru sordu: Dondurucusundaki sıcak dondurma neden soğuk olandan daha hızlı dondu?

Magambinskaya'nın öğrencisi olmak lise Tanzanya'da Erasto Mpemba yaptı pratik iş yemek pişirmede. Ev yapımı dondurma yapması gerekiyordu - sütü kaynatın, içindeki şekeri çözün, oda sıcaklığına soğutun ve ardından donması için buzdolabına koyun. Görünüşe göre Mpemba pek çalışkan bir öğrenci değildi ve görevin ilk bölümünü tamamlamayı geciktirdi. Dersin sonuna yetişemeyeceğinden korktuğu için hala sıcak sütü buzdolabına koydu. Şaşırtıcı bir şekilde, yoldaşlarının verilen teknolojiye göre hazırlanan sütünden bile daha erken dondu.

Açıklama için fizik öğretmenine döndü ama öğrenciye sadece güldü ve şunları söyledi: "Bu evrensel fizik değil, Mpemba fiziği." Bundan sonra Mpemba sadece sütle değil aynı zamanda sıradan suyla da deneyler yaptı.

Her halükarda, zaten Mkwava Ortaokulunda bir öğrenci olarak, Dar Es Salaam'daki Üniversite Koleji'nden Profesör Dennis Osborne'a (öğrencilere fizik üzerine bir ders vermek üzere okul müdürü tarafından davet edilmiştir) özellikle su hakkında sorular sordu: "Eğer Eşit hacimde su içeren iki özdeş kap, birinde suyun sıcaklığı 35°C, diğerinde - 100°C olacak ve bunları dondurucuya koyun, ikincisinde su daha hızlı donacaktır. Neden?" Osborne bu konuyla ilgilenmeye başladı ve kısa süre sonra 1969'da o ve Mpemba deneylerinin sonuçlarını Fizik Eğitimi dergisinde yayınladılar. O zamandan beri keşfettikleri etkiye Mpemba etkisi adı verildi.

Bunun neden olduğunu bilmek ister misiniz? Sadece birkaç yıl önce bilim insanları bu olguyu açıklamayı başardılar...

Mpemba etkisi (Mpemba Paradoksu), bazı koşullar altında sıcak suyun soğuk sudan daha hızlı donduğunu, ancak sıcaklığı geçmesi gerektiğini belirten bir paradokstur. soğuk su dondurma işlemi sırasında. Bu paradoks, aynı koşullar altında daha fazla ısıtılmış bir cismin belirli bir sıcaklığa soğuması için daha az ısıtılmış bir cismin aynı sıcaklığa soğuması için daha fazla zaman harcadığı şeklindeki alışılagelmiş fikirlerle çelişen deneysel bir gerçektir.

Bu olgu kendi zamanlarında Aristoteles, Francis Bacon ve Rene Descartes tarafından fark edilmişti. Şu ana kadar hiç kimse bu garip etkinin nasıl açıklanacağını tam olarak bilmiyor. Pek çok olmasına rağmen bilim adamlarının tek bir versiyonu yok. Her şey sıcak ve soğuk suyun özelliklerindeki farklılıkla ilgili, ancak bu durumda hangi özelliklerin rol oynadığı henüz belli değil: aşırı soğutma, buharlaşma, buz oluşumu, konveksiyon veya sıvılaştırılmış gazların su üzerindeki etkisi arasındaki fark. farklı sıcaklıklar. Mpemba etkisinin paradoksu, bir cismin ortam sıcaklığına kadar soğuma süresinin, bu cisim ile çevre arasındaki sıcaklık farkıyla orantılı olması gerektiğidir. Bu yasa Newton tarafından oluşturuldu ve o zamandan beri pratikte birçok kez doğrulandı. Bu etkide sıcaklığı 100°C olan su, aynı miktardaki 35°C sıcaklıktaki sudan 0°C daha hızlı soğur.

O zamandan beri farklı versiyonlar ifade edildi, bunlardan biri şuydu: bölüm sıcak suİlk başta basitçe buharlaşır, daha sonra daha az kaldığında su daha hızlı donar. Bu versiyon, sadeliği nedeniyle en popüler hale geldi, ancak bilim adamlarını tam olarak tatmin etmedi.

Şimdi kimyager Xi Zhang liderliğindeki Singapur'daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi'nden bir araştırmacı ekibi, sıcak suyun neden soğuk sudan daha hızlı donduğuna dair asırlık gizemi çözdüklerini söylüyor. Çinli uzmanların keşfettiği gibi işin sırrı, su molekülleri arasındaki hidrojen bağlarında depolanan enerji miktarında yatıyor.

Bildiğiniz gibi su molekülleri, parçacık düzeyinde elektron alışverişine benzeyen kovalent bağlarla bir arada tutulan bir oksijen atomu ve iki hidrojen atomundan oluşur. Bir diğer bilinen gerçek hidrojen atomlarının komşu moleküllerdeki oksijen atomlarına çekilmesi ve hidrojen bağlarının oluşması gerçeğinde yatmaktadır.

Aynı zamanda su molekülleri genel olarak birbirini iter. Singapurlu bilim adamları şunu fark etti: Su ne kadar sıcaksa, itici kuvvetlerdeki artış nedeniyle sıvının molekülleri arasındaki mesafe de o kadar büyük olur. Sonuç olarak hidrojen bağları gerilir ve dolayısıyla daha fazla enerji depolanır. Bu enerji su soğuduğunda açığa çıkar; moleküller birbirine yaklaşır. Ve bilindiği gibi enerjinin açığa çıkması soğutma anlamına gelir.

İşte bilim adamlarının öne sürdüğü varsayımlar:

Buharlaşma

Sıcak su kaptan daha hızlı buharlaşır, böylece hacmi azalır ve aynı sıcaklıkta daha küçük hacimli su daha hızlı donar. 100°C'ye ısıtılan su, 0°C'ye soğutulduğunda kütlesinin %16'sını kaybeder. Buharlaşma etkisi ikili bir etkidir. Öncelikle soğutma için gerekli olan su kütlesi azalır. İkincisi buharlaşma nedeniyle sıcaklığı düşer.

Sıcaklık farkı

Aradaki sıcaklık farkından dolayı sıcak su ve daha fazla soğuk hava - bu nedenle bu durumda ısı değişimi daha yoğundur ve sıcak su daha hızlı soğur.

Hipotermi
Su 0°C'nin altına soğuduğunda her zaman donmaz. Bazı koşullar altında aşırı soğumaya maruz kalabilir ve donma noktasının altındaki sıcaklıklarda sıvı kalmaya devam edebilir. Bazı durumlarda su -20°C sıcaklıkta bile sıvı halde kalabilir. Bu etkinin nedeni ilk buz kristallerinin oluşmaya başlayabilmesi için kristal oluşum merkezlerine ihtiyaç duyulmasıdır. Sıvı suda mevcut değillerse, sıcaklık kristallerin kendiliğinden oluşmasına yetecek kadar düşene kadar aşırı soğutma devam edecektir. Aşırı soğutulmuş sıvı içinde oluşmaya başladıklarında, daha hızlı büyümeye başlayacaklar, sulu kar buzları oluşturacaklar ve bu da donarak buz oluşturacak. Sıcak su, hipotermiye en duyarlı olanıdır çünkü ısıtmak, çözünmüş gazları ve kabarcıkları uzaklaştırır ve bunlar da buz kristallerinin oluşumu için merkez görevi görebilir. Hipotermi neden sıcak suyun daha hızlı donmasına neden olur? durumunda soğuk su aşırı soğutulmamışsa aşağıdakiler gerçekleşir: yüzeyinde bir ince tabaka buz, su ile soğuk hava arasında yalıtkan görevi görerek daha fazla buharlaşmayı önler. Bu durumda buz kristallerinin oluşma hızı daha düşük olacaktır. Aşırı soğutmaya maruz kalan sıcak su durumunda, aşırı soğutulmuş suyun koruyucu bir yüzey buz tabakası yoktur. Bu nedenle üstü açık olduğundan ısıyı çok daha hızlı kaybeder. Aşırı soğutma işlemi sona erdiğinde ve su donduğunda çok daha fazla ısı kaybı olur ve dolayısıyla daha fazla buz oluşur. Bu etkiyi araştıran birçok araştırmacı, Mpemba etkisi durumunda hipoterminin ana faktör olduğunu düşünmektedir.
Konveksiyon

Soğuk su yukarıdan donmaya başlar, böylece ısı radyasyonu ve konveksiyon süreçleri ve dolayısıyla ısı kaybı kötüleşir, sıcak su ise aşağıdan donmaya başlar. Bu etki su yoğunluğundaki bir anormallik ile açıklanmaktadır. Suyun maksimum yoğunluğu 4°C'dedir. Suyu 4°C'ye soğutup daha düşük sıcaklıktaki bir ortama koyarsanız suyun yüzey tabakası daha hızlı donacaktır. Bu su, 4°C'deki sudan daha az yoğun olduğundan yüzeyde kalacak ve ince, soğuk bir tabaka oluşturacaktır. Bu koşullar altında kısa sürede su yüzeyinde ince bir buz tabakası oluşacaktır ancak bu buz tabakası yalıtkan görevi görerek suyun alt katmanlarını koruyacak ve 4°C sıcaklıkta kalacaktır. . Bu yüzden ileri işlem soğuma daha yavaş gerçekleşecektir. Sıcak su durumunda ise durum tamamen farklıdır. Yüzey katmanı Buharlaşma ve daha büyük sıcaklık farkı nedeniyle su daha çabuk soğuyacaktır. Ayrıca soğuk su katmanları sıcak su katmanlarından daha yoğun olduğundan soğuk su katmanı aşağıya doğru çökerek katmanı yükseltir. ılık su yüzeye. Suyun bu dolaşımı sıcaklığın hızlı bir şekilde düşmesini sağlar. Peki bu süreç neden bir denge noktasına ulaşmıyor? Mpemba etkisini konveksiyon açısından açıklamak için, soğuk ve sıcak su katmanlarının ayrıldığını ve ortalama su sıcaklığı 4°C'nin altına düştükten sonra konveksiyon sürecinin devam ettiğini varsaymak gerekir. Bununla birlikte, soğuk ve sıcak su katmanlarının konveksiyon süreciyle ayrıldığına dair bu hipotezi destekleyen hiçbir deneysel kanıt yoktur.

Suda çözünmüş gazlar

Su her zaman içinde çözünmüş gazlar içerir - oksijen ve karbon dioksit. Bu gazlar suyun donma noktasını düşürme özelliğine sahiptir. Su ısıtıldığında bu gazlar sudan açığa çıkar çünkü yüksek sıcaklıklarda sudaki çözünürlükleri daha düşüktür. Bu nedenle sıcak su soğuduğunda, ısıtılmamış soğuk suya göre her zaman daha az çözünmüş gaz içerir. Bu nedenle ısıtılan suyun donma noktası daha yüksek olur ve daha hızlı donar. Bu gerçeği doğrulayan hiçbir deneysel veri olmamasına rağmen, bu faktör bazen Mpemba etkisini açıklamada ana faktör olarak kabul edilir.

Termal iletkenlik

Bu mekanizma, suyun buzdolabı bölmesi dondurucusuna küçük kaplar halinde yerleştirilmesi durumunda önemli bir rol oynayabilir. Bu koşullar altında sıcak su dolu bir kabın altındaki buzu erittiği fark edildi. dondurucu böylece dondurucu duvarla termal teması ve termal iletkenliği iyileştirir. Sonuç olarak, sıcak su kabındaki ısı, soğuk olana göre daha hızlı uzaklaştırılır. Buna karşılık, soğuk su dolu bir kap, altındaki karı eritmez. Tüm bu koşullar (aynı zamanda diğer) birçok deneyde incelendi, ancak hangisinin Mpemba etkisinin% 100 yeniden üretilmesini sağladığı sorusuna kesin bir cevap hiçbir zaman elde edilemedi. Örneğin 1995 yılında Alman fizikçi David Auerbach suyun aşırı soğumasının bu etki üzerindeki etkisini inceledi. Aşırı soğumuş bir duruma ulaşan sıcak suyun, soğuk sudan daha yüksek bir sıcaklıkta donduğunu ve dolayısıyla soğuk sudan daha hızlı donduğunu keşfetti. Ancak soğuk su, aşırı soğumuş duruma sıcak sudan daha hızlı ulaşır ve böylece önceki gecikmeyi telafi eder. Ayrıca Auerbach'ın sonuçları, sıcak suyun daha az kristalizasyon merkezi nedeniyle daha fazla aşırı soğutma elde edebildiğine ilişkin önceki verilerle çelişiyordu. Su ısıtıldığında içinde çözünen gazlar uzaklaştırılır, kaynatıldığında ise içinde çözünen bazı tuzlar çöker. Şimdilik tek bir şey söylenebilir: Bu etkinin yeniden üretilmesi büyük ölçüde deneyin yapıldığı koşullara bağlıdır. Tam da her zaman çoğaltılmadığı için.

Ama dedikleri gibi, en olası sebep.

Kimyagerlerin ön baskı web sitesi arXiv.org'da bulunabilecek makalelerinde yazdıklarına göre, sıcak suda hidrojen bağları soğuk suya göre daha güçlüdür. Böylece sıcak suyun hidrojen bağlarında daha fazla enerji depolandığı ortaya çıkıyor, bu da sıfırın altındaki sıcaklıklara soğutulduğunda daha fazla enerjinin açığa çıktığı anlamına geliyor. Bu nedenle sertleşme daha hızlı gerçekleşir.

Bugüne kadar bilim insanları bu gizemi yalnızca teorik olarak çözdüler. Kendi versiyonlarına dair ikna edici kanıtlar sunduklarında, sıcak suyun neden soğuk sudan daha hızlı donduğu sorusu kapanmış sayılabilir.

su- kimyasal açıdan oldukça basit bir madde, ancak bilim adamlarını şaşırtmaktan asla vazgeçmeyen bir takım olağandışı özelliklere sahiptir. Aşağıda çok az kişinin bildiği birkaç gerçek var.

1. Hangi su daha hızlı donar - soğuk mu sıcak mı?

İki kap su alalım; birine sıcak su, diğerine soğuk su döküp dondurucuya koyalım. Sıcak su, soğuk sudan daha hızlı donacaktır, ancak mantıksal olarak önce soğuk suyun buza dönüşmesi gerekirdi: sonuçta, sıcak suyun önce soğuk sıcaklığa soğuması ve sonra buza dönüşmesi gerekirken, soğuk suyun soğumasına gerek yoktur. Bu neden oluyor?

1963 yılında Erasto B. Mpemba adlı Tanzanyalı bir öğrenci, bir dondurma karışımını dondururken, sıcak karışımın dondurucuda soğuk olana göre daha hızlı katılaştığını fark etti. Genç adam buluşunu fizik öğretmeniyle paylaştığında ona sadece güldü. Neyse ki öğrenci ısrarcıydı ve öğretmeni bir deney yapmaya ikna etti; bu da keşfini doğruladı: belirli koşullar altında sıcak su aslında soğuk sudan daha hızlı donar.

Şimdi bu sıcak suyun soğuk sudan daha hızlı donması olayına “ Mpemba etkisi" Doğru, ondan çok önce benzersiz özellik su Aristoteles, Francis Bacon ve René Descartes tarafından not edildi.

Bilim adamları bu olgunun doğasını hala tam olarak anlayamıyorlar; bunu ya aşırı soğutma, buharlaşma, buz oluşumu, konveksiyon arasındaki farkla ya da sıvılaştırılmış gazların sıcak ve soğuk su üzerindeki etkisiyle açıklıyorlar.

2. Anında donabilir

Bunu herkes biliyor su 0°C'ye soğutulduğunda her zaman buza dönüşür... bazı istisnalar dışında! Böyle bir durumun bir örneği, çok saf suyun donma noktasının altına soğutulduğunda bile sıvı kalma özelliği olan aşırı soğutmadır. Bu fenomen, ortamın buz kristallerinin oluşumunu tetikleyebilecek kristalizasyon merkezleri veya çekirdekleri içermemesi nedeniyle mümkün olmaktadır. Ve böylece su, sıfır santigrat derecenin altına soğutulduğunda bile sıvı halde kalır.

Kristalleşme süreciörneğin gaz kabarcıkları, yabancı maddeler (kirletici maddeler) veya kabın düzgün olmayan yüzeyi nedeniyle meydana gelebilir. Onlar olmazsa su içeride kalır sıvı hal. Kristalleşme süreci başladığında aşırı soğumuş suyun anında buza dönüşmesini izleyebilirsiniz.

"Aşırı ısıtılmış" suyun, kaynama noktasının üzerinde ısıtıldığında bile sıvı kaldığını unutmayın.

3. Suyun 19 hali

Hiç tereddüt etmeden suyun kaç farklı hali olduğunu söyleyin? Üçünü yanıtladıysanız: katı, sıvı, gaz, o zaman yanılıyorsunuz. Bilim adamları suyun sıvı halde en az 5 farklı durumunu, donmuş halde ise 14 durumunu birbirinden ayırıyor.

Süper soğutulmuş su hakkındaki konuşmayı hatırlıyor musunuz? Yani ne yaparsanız yapın, -38 °C'de en saf, aşırı soğutulmuş su bile aniden buza dönüşecektir. Sıcaklık daha da düşerse ne olacak? -120 °C'de suya tuhaf bir şey olmaya başlar: melas gibi süper viskoz veya viskoz hale gelir ve -135 °C'nin altındaki sıcaklıklarda kristal yapıya sahip olmayan katı bir madde olan "camsı" veya "camsı" suya dönüşür. .

4. Su fizikçileri şaşırtıyor

Moleküler düzeyde su daha da şaşırtıcıdır. 1995 yılında bilim insanları tarafından yürütülen bir nötron saçılım deneyi beklenmedik bir sonuç verdi: Fizikçiler, su moleküllerini hedef alan nötronların beklenenden %25 daha az hidrojen protonu "gördüğünü" keşfettiler.

Bir attosaniye (10-18 saniye) hızında olağandışı bir kuantum etkisinin meydana geldiği ve bunun yerine suyun kimyasal formülünün meydana geldiği ortaya çıktı. H2O, H1.5O olur!

5. Su hafızası

Alternatif resmi tıp homeopati seyreltik bir çözelti olduğunu belirtir tıbbi ürün Seyreltme faktörü solüsyonda su molekülleri dışında hiçbir şey kalmayacak kadar yüksek olsa bile vücut üzerinde iyileştirici bir etkiye sahip olabilir. Homeopatinin savunucuları bu paradoksu " su hafızası“, buna göre moleküler seviyedeki su, bir zamanlar içinde çözünmüş olan maddenin bir “hafızasına” sahiptir ve içinde tek bir bileşen molekülü kalmadığında orijinal konsantrasyondaki çözeltinin özelliklerini korur.

Homeopati ilkelerini eleştiren Belfast Queen's Üniversitesi'nden Profesör Madeleine Ennis'in liderliğindeki bilim adamlarından oluşan uluslararası bir ekip, 2002 yılında bu kavramı kesin olarak çürütmek için bir deney gerçekleştirdi. Sonuç tam tersi oldu. Bunun ardından bilim insanları etkinin gerçekliğini kanıtlayabildiklerini belirttiler” su hafızası" Ancak bağımsız uzmanların gözetiminde yapılan deneyler sonuç vermedi. Fenomenin varlığına ilişkin anlaşmazlıklar " su hafızası"devam etmek.

Suyun bu makalede bahsetmediğimiz pek çok olağandışı özelliği vardır. Örneğin suyun yoğunluğu sıcaklığa bağlı olarak değişir (buzun yoğunluğu suyun yoğunluğundan azdır); suyun oldukça yüksek bir yüzey gerilimi vardır; Sıvı halde su, karmaşık ve dinamik olarak değişen su kümeleri ağıdır ve suyun yapısını vs. etkileyen kümelerin davranışıdır.

Bunlar ve diğer pek çok beklenmedik özellik hakkında su“ başlıklı makalede okunabilir Anormal özellikler su", Londra Üniversitesi profesörü Martin Chaplin tarafından yazılmıştır.

Kulağa inanılmaz gelse de bu doğrudur, çünkü donma işlemi sırasında önceden ısıtılmış suyun soğuk suyun sıcaklığını geçmesi gerekir. Bu arada bu etki yaygın olarak kullanılıyor.Örneğin buz pateni pistleri ve kaydıraklar kışın soğuk su yerine sıcak suyla dolduruluyor. Uzmanlar, sürücülerin kışın yıkama haznesine sıcak değil soğuk su dökmelerini tavsiye ediyor. Paradoks dünyada “Mpemba Etkisi” olarak biliniyor.

Bu fenomenden bir zamanlar Aristoteles, Francis Bacon ve Rene Descartes bahsetmişti, ancak fizik profesörleri ancak 1963'te buna dikkat etti ve onu incelemeye çalıştı. Her şey Tanzanyalı öğrenci Erasto Mpemba'nın dondurma yapmak için kullandığı şekerli sütün önceden ısıtıldığında daha hızlı donduğunu fark etmesi ve sıcak suyun soğuk sudan daha hızlı donduğunu varsaymasıyla başladı. Açıklama için fizik öğretmenine döndü ama öğrenciye sadece güldü ve şunları söyledi: "Bu evrensel fizik değil, Mpemba fiziği."

Şans eseri Dar es Salaam Üniversitesi'nden fizik profesörü Dennis Osborne bir gün okulu ziyaret etti. Ve Mpemba aynı soruyla ona döndü. Profesör daha az şüpheciydi, daha önce görmediği bir şey hakkında hüküm veremeyeceğini söyledi ve eve döndüğünde ekibinden uygun deneyler yapmalarını istedi. Çocuğun sözlerini doğruluyor gibiydiler. Her halükarda, 1969'da Osborne, İngiliz dergisinde Mpemba ile çalışmaktan bahsetti. FizikEğitim" Aynı yıl, Kanada Ulusal Araştırma Konseyi'nden George Kell, bu fenomeni İngilizce olarak açıklayan bir makale yayınladı. AmerikanGünlükile ilgiliFizik».

Bu paradoksun birkaç olası açıklaması vardır:

• Sıcak su daha hızlı buharlaşır, böylece hacmi azalır ve aynı sıcaklıkta daha küçük hacimli su daha hızlı donar. Hava geçirmez kaplarda soğuk su daha hızlı donmalıdır.
• Kar astarının mevcudiyeti. Sıcak su içeren bir kap, altındaki karı eriterek soğutma yüzeyiyle termal teması iyileştirir. Soğuk su alttaki karı eritmez. Kar astarı yoksa soğuk su kabının daha hızlı donması gerekir.
• Soğuk su yukarıdan donmaya başlar, böylece ısı radyasyonu ve konveksiyon süreçleri ve dolayısıyla ısı kaybı kötüleşir, sıcak su ise aşağıdan donmaya başlar. Kaplarda suyun ilave mekanik karıştırılmasıyla soğuk suyun daha hızlı donması gerekir.
• Soğutulmuş suda kristalleşme merkezlerinin varlığı - içinde çözünmüş maddeler. Soğuk suda bu tür merkezlerin az olması nedeniyle, suyun buza dönüşümü zordur ve sıvı halde kaldığında sıfırın altındaki bir sıcaklığa sahip olduğunda aşırı soğutma bile mümkündür.

Geçtiğimiz günlerde başka bir açıklama daha yayınlandı. Washington Üniversitesi'nden Dr. Jonathan Katz bu olguyu inceledi ve şu sonuca vardı: önemli rol suda çözünen ve ısıtıldığında çöken maddelerle oynanır.
Çözünmüş halde maddeler Dr. Katz, sert suda bulunan kalsiyum ve magnezyum bikarbonatları ifade eder. Su ısıtıldığında bu maddeler çöker ve su “yumuşak” hale gelir. Hiç ısıtılmamış su bu yabancı maddeleri içerir ve "serttir". Donup buz kristalleri oluştuğunda sudaki yabancı maddelerin konsantrasyonu 50 kat artar. Bu nedenle suyun donma noktası düşer.

Bu açıklama bana inandırıcı gelmiyor çünkü... Etkinin sert su ile değil, dondurma ile yapılan deneylerde keşfedildiğini unutmamalıyız. Büyük olasılıkla, olgunun nedenleri kimyasal değil termofizikseldir.

Şu ana kadar Mpemba paradoksuna ilişkin net bir açıklama elde edilemedi. Bazı bilim adamlarının bu paradoksu dikkate değer bulmadığını söylemek gerekir. Ancak basit bir okul çocuğunun, merakı ve azmi sayesinde fiziksel etkiyi fark etmesi ve popülerlik kazanması oldukça ilginçtir.

Şubat 2014'te eklendi

Not 2011 yılında yazıldı. O zamandan beri Mpemba etkisine ilişkin yeni çalışmalar ve onu açıklamaya yönelik yeni girişimler ortaya çıktı. Böylece, 2012 yılında Büyük Britanya Kraliyet Kimya Derneği, bilimsel gizem "Mpemba Etkisi"ni çözmek için 1000 poundluk bir ödül fonuyla uluslararası bir yarışma duyurdu. Son tarih 30 Temmuz 2012 olarak belirlendi. Kazanan, Zagreb Üniversitesi laboratuvarından Nikola Bregoviç oldu. Bu olguyu açıklamaya yönelik önceki girişimleri analiz ettiği çalışmasını yayınladı ve bunların ikna edici olmadığı sonucuna vardı. Önerdiği model suyun temel özelliklerine dayanmaktadır. İlgilenenler http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp adresinde iş bulabilirler.

Araştırma bununla bitmedi. 2013 yılında Singapurlu fizikçiler Mepemba etkisinin nedenini teorik olarak kanıtladılar. Çalışma http://arxiv.org/abs/1310.6514 adresinde bulunabilir.

Sitedeki ilgili makaleler:

Bu bölümdeki diğer makaleler

Yorumlar:

Alexey Mişnev. , 06.10.2012 04:14

Sıcak su neden daha hızlı buharlaşır? Bilim adamları bir bardak sıcak suyun soğuk sudan daha hızlı donduğunu pratik olarak kanıtladılar. Bilim adamları bu fenomeni açıklayamıyorlar çünkü fenomenin özünü anlamadılar: sıcak ve soğuk! Isı ve soğuk, uzaydan ve dünyanın merkezinden hareket eden manyetik dalgaların karşıt sıkıştırması şeklinde Madde parçacıklarının etkileşimine neden olan fiziksel bir duyudur. Bu nedenle, potansiyel fark ne kadar büyük olursa, bu manyetik voltaj, bir dalganın diğerine karşı nüfuz etmesi yöntemiyle enerji değişimi o kadar hızlı gerçekleşir. Yani difüzyon yöntemiyle! Makaleme yanıt olarak bir rakip şöyle yazıyor: 1) “..Sıcak su DAHA HIZLI buharlaşır, daha az olur, dolayısıyla daha hızlı donar” Soru! Hangi enerji suyun daha hızlı buharlaşmasına neden olur? 2) Makalem, rakibin karşı argüman olarak belirttiği tahta bir tekneyle değil, bir bardakla ilgili. Bu doğru değil! “DOĞADA SU NEDEN BUHARLAŞIR?” sorusuna cevap veriyorum. Her zaman dünyanın merkezinden uzaya doğru hareket eden manyetik dalgalar, manyetik sıkıştırma dalgalarının (her zaman uzaydan dünyanın merkezine doğru hareket eden) karşı basıncını yenerek, aynı zamanda uzaya doğru hareket ettiğinden su parçacıklarını da püskürtür. hacim olarak artarlar. Yani genişliyorlar! Manyetik sıkıştırma dalgaları aşılırsa bu su buharları sıkıştırılır (yoğunlaşır) ve bu manyetik sıkıştırma kuvvetlerinin etkisi altında su, yağış şeklinde yeryüzüne geri döner! Samimi olarak! Alexey Mişnev. 6 Ekim 2012.

Alexey Mişnev. , 06.10.2012 04:19

Sıcaklık nedir? Sıcaklık, sıkıştırma ve genleşme enerjisine sahip manyetik dalgaların elektromanyetik gerilim derecesidir. Bu enerjilerin dengede olması durumunda cismin veya maddenin sıcaklığı sabit durumdadır. Bu enerjilerin denge durumu bozulduğunda genişleme enerjisine doğru cismin veya maddenin uzayın hacmi artar. Manyetik dalgaların enerjisi sıkıştırma yönünde aşarsa, cismin veya maddenin uzayın hacmi azalır. Elektromanyetik voltajın derecesi, referans cismin genişleme veya sıkışma derecesine göre belirlenir. Alexey Mişnev.

Moiseeva Natalia, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

Alexey, sıcaklık kavramı hakkındaki düşüncelerinizi ortaya koyan bir makaleden bahsediyorsunuz. Ama kimse okumadı. Lütfen bana bir bağlantı verin. Genel olarak fizik hakkındaki görüşleriniz çok benzersiz. "Bir referans cismin elektromanyetik genişlemesini" hiç duymadım.

Yuri Kuznetsov, 04.12.2012 12:32

Bunun moleküller arası rezonansa ve bunun ürettiği moleküller arasındaki kuvvetlendirici çekime bağlı olduğuna dair bir hipotez öne sürülüyor. Soğuk suda moleküller farklı frekanslarda kaotik bir şekilde hareket eder ve titreşir. Su ısıtıldığında, titreşim frekansı arttıkça aralıkları daralır (sıvı sıcak sudan buharlaşma noktasına kadar olan frekans farkı azalır), moleküllerin titreşim frekansları birbirine yaklaşır ve bunun sonucunda rezonans oluşur. moleküller arasında gerçekleşir. Soğuma sırasında bu rezonans kısmen korunur ve hemen kaybolmaz. Rezonans halindeki iki gitar telinden birine basmayı deneyin. Şimdi bırakın - tel tekrar titremeye başlayacak, rezonans titreşimlerini geri kazanacaktır. Benzer şekilde, donmuş suda, soğutulmuş dış moleküller titreşimlerin genliğini ve frekansını kaybetmeye çalışır, ancak kabın içindeki "sıcak" moleküller titreşimleri "geri çeker" ve vibratör, dıştakiler ise rezonatör görevi görür. Vibratörler ve rezonatörler arasında güçlü bir çekicilik* ortaya çıkar. Ponderomotiv kuvveti moleküllerin kinetik enerjisinin (sadece titreşmekle kalmayıp aynı zamanda doğrusal olarak hareket eden) neden olduğu kuvvetten daha büyük olduğunda, hızlandırılmış kristalleşme meydana gelir - "Mpemba Etkisi". Ponderomotiv bağlantısı çok dengesizdir, Mpemba etkisi güçlü bir şekilde ilgili tüm faktörlere bağlıdır: dondurulacak suyun hacmi, ısıtılmasının doğası, donma koşulları, sıcaklık, konveksiyon, ısı değişim koşulları, gaz doygunluğu, soğutma ünitesinin titreşimi , havalandırma, yabancı maddeler, buharlaşma vb. Muhtemelen aydınlatmadan bile... Bu nedenle, etkinin birçok açıklaması vardır ve bazen yeniden üretilmesi zordur. Aynı “rezonans” nedeni ile kaynamış su kaynatılmamış sudan daha hızlı kaynar - rezonans, su moleküllerinin titreşimlerinin yoğunluğunu kaynamadan sonra bir süre korur (soğuma sırasındaki enerji kaybı esas olarak moleküllerin doğrusal hareketinin kinetik enerjisinin kaybından kaynaklanır). Yoğun ısıtma sırasında, vibratör molekülleri donmaya kıyasla rezonatör molekülleri ile rol değiştirir - vibratörlerin frekansı rezonatörlerin frekansından daha azdır, bu da moleküller arasında çekimin değil, itmenin meydana geldiği anlamına gelir, bu da başka bir duruma geçişi hızlandırır toplama (çift).

Vlad, 12/11/2012 03:42

Beynimi kırdı...

Anton, 02/04/2013 02:02

1. Bu aşırı hareketli çekim gerçekten ısı transfer sürecini etkileyecek kadar büyük mü? 2. Bu, tüm cisimler belirli bir sıcaklığa ısıtıldığında yapısal parçacıklarının rezonansa girdiği anlamına mı geliyor? 3. Soğuyunca bu rezonans neden kayboluyor? 4. Bu sizin tahmininiz mi? Kaynak varsa lütfen belirtiniz. 5. Bu teoriye göre kabın şekli önemli bir rol oynayacaktır ve eğer ince ve düz ise donma süresindeki fark büyük olmayacaktır, yani. bunu kontrol edebilirsiniz.

Gudrat, 03/11/2013 10:12 | METAK

Soğuk suda zaten nitrojen atomları vardır ve su molekülleri arasındaki mesafeler sıcak suya göre daha yakındır. Yani sonuç: Sıcak su nitrojen atomlarını daha hızlı emer ve aynı zamanda soğuk suya göre daha hızlı donar - bu, sıcak su buza dönüştüğü ve sıcak demir hızlı soğuyarak sertleştiği için demirin sertleşmesiyle karşılaştırılabilir!

Vladimir, 13.03.2013 06:50

ya da belki şu: Sıcak su ve buzun yoğunluğu, soğuk suyun yoğunluğundan azdır ve bu nedenle suyun yoğunluğunu değiştirmesine gerek kalmaz, biraz zaman kaybeder ve donar.

Alexey Mişnev, 21.03.2013 11:50

Parçacıkların rezonansları, çekimleri ve titreşimleri hakkında konuşmadan önce şu soruyu anlamamız ve cevaplamamız gerekiyor: Parçacıkların titreşmesine hangi kuvvetler sebep olur? Çünkü onsuz kinetik enerji, sıkıştırma olamaz. Sıkıştırma olmadan genişleme olamaz. Genişleme olmadan kinetik enerji olamaz! Tellerin rezonansından bahsetmeye başladığınızda öncelikle bu tellerden birinin titreşmeye başlaması için çaba gösterirsiniz! Cazibeden bahsederken öncelikle bu bedenlerin birbirini çekmesini sağlayan kuvveti belirtmelisiniz! Tüm cisimlerin atmosferin elektromanyetik enerjisi tarafından sıkıştırıldığını ve bu enerjinin tüm cisimleri, maddeleri ve temel parçacıkları 1,33 kg'lık bir kuvvetle sıkıştırdığını iddia ediyorum. cm2 başına değil, temel parçacık başına.Atmosferik basınç seçici olamayacağından, kuvvet miktarıyla karıştırılmamalıdır!

Dodik, 31.05.2013 02:59

Bana öyle geliyor ki bir gerçeği unuttunuz: "Bilim, ölçümlerin başladığı yerde başlar." "Sıcak" suyun sıcaklığı nedir? “Soğuk” suyun sıcaklığı nedir? Makale bu konuda tek kelime etmiyor. Bundan şu sonuca varabiliriz - makalenin tamamı saçmalık!

Gregory, 06.04.2013 12:17

Dodik, bir makaleye saçmalık demeden önce, en azından biraz öğrenmeyi düşünmelisin. Ve sadece ölçmek değil.

Dimitri, 24.12.2013 10:57

Sıcak su molekülleri soğuk suya göre daha hızlı hareket ederek daha yakın temasa neden olur. çevre, tüm soğuğu emmiş gibi görünüyorlar ve hızla yavaşlıyorlar.

İvan, 01/10/2014 05:53

Bu sitede böyle isimsiz bir makalenin yer alması şaşırtıcı. Makale tamamen bilimsel değildir. Hem yazar hem de yorumcular, fenomenin gözlemlenip gözlemlenmediğini ve gözlemleniyorsa hangi koşullar altında gözlemlendiğini bulma zahmetine girmeden, fenomene bir açıklama bulmak için birbirleriyle yarışıyorlar. Üstelik gerçekte ne gözlemlediğimiz konusunda bile bir fikir birliği yok! Bu nedenle yazar, sıcak dondurmanın hızlı dondurulmasının etkisini açıklama ihtiyacı konusunda ısrar ediyor, ancak metnin tamamından (ve "etki dondurma deneylerinde keşfedildi" sözlerinden) kendisinin böyle bir şey yapmadığı anlaşılıyor. deneyler. Makalede sıralanan olguyu "açıklama" seçeneklerinden, bunların gerçekleştirilen tamamen farklı deneyleri anlattıkları açıktır. farklı koşullar farklı sulu çözeltilerle. Hem açıklamaların özü hem de içlerindeki dilek kipi, ifade edilen fikirlerin temel bir kontrolünün bile yapılmadığını gösteriyor. Birisi yanlışlıkla komik bir hikaye duydu ve spekülatif sonucunu gelişigüzel ifade etti. Üzgünüm ama bu fiziksel bir bilimsel çalışma değil, sigara içme odasında yapılan bir konuşma.

İvan, 01/10/2014 06:10

Silindirlerin sıcak su ile, ön cam yıkama haznelerinin ise soğuk su ile doldurulması ile ilgili yazıda yer alan yorumlara ilişkin. Temel fizik açısından burada her şey basit. Buz pateni pisti tam olarak sıcak suyla doldurulur çünkü daha yavaş donar. Buz pateni pisti düz ve pürüzsüz olmalıdır. Soğuk suyla doldurmayı deneyin; çarpmalar ve "şişmeler" meydana gelecektir, çünkü... Su, eşit bir tabaka halinde yayılmaya zaman kalmadan hızla donacaktır. Ve sıcak olanın eşit bir tabaka halinde yayılma zamanı olacak ve mevcut buz ve kar yumrularını eritecek. Yıkayıcıyla da zor değil: dökün Temiz su donmanın bir anlamı yok - camın üzerinde donuyor (hatta sıcak); ve donmayan sıcak bir sıvı, soğuk camın çatlamasına neden olabilir, ayrıca cama giderken alkollerin hızlandırılmış buharlaşması nedeniyle camın donma noktası artacaktır (herkes kaçak içkinin çalışma prensibini biliyor mu? ? - alkol buharlaşır, su kalır).

İvan, 01/10/2014 06:34

Ancak olayın özünde, farklı koşullar altında iki farklı deneyin neden farklı şekilde ilerlediğini sormak aptallıktır. Deney tamamen yapılırsa, aynı sıcak ve soğuk suyu almanız gerekir. kimyasal bileşim- aynı su ısıtıcısından önceden soğutulmuş kaynar su alın. Aynı kaplara (örneğin ince duvarlı bardaklara) dökün. Onu karın üzerine değil, aynı derecede düz, kuru bir zemin üzerine yerleştiriyoruz, örneğin; tahta masa. Ve bir mikro dondurucuda değil, oldukça hacimli bir termostatta - birkaç yıl önce, dışarıdaki havanın sabit ve soğuk olduğu, yaklaşık -25C olduğu kulübede bir deney yaptım. Su, kristalleşme ısısını serbest bıraktıktan sonra belirli bir sıcaklıkta kristalleşir. Hipotez, sıcak suyun daha hızlı soğuduğu ifadesine kadar uzanır (bu doğrudur, klasik fiziğe göre, ısı transfer hızı sıcaklık farkıyla orantılıdır), ancak aynı şeyi korur. artan hız sıcaklığı soğuk suyun sıcaklığına eşit olduğunda bile soğur. Soru şu: Dışarda +20C sıcaklığa soğuyan su ile bir saat önce odada +20C sıcaklığa soğuyan sudan ne kadar farklı? Klasik fizik (bu arada, sigara içme odasındaki gevezeliğe değil, yüz binlerce ve milyonlarca deneye dayanarak) şunu söylüyor: hiçbir şey, soğutmanın diğer dinamikleri aynı olacak (sadece kaynar su +20 noktasına ulaşacak) Daha sonra). Ve deney aynı şeyi gösteriyor: Başlangıçta soğuk olan bir bardak su zaten güçlü bir buz kabuğuna sahipken, sıcak su donmayı bile düşünmedi. Not: Yuri Kuznetsov'un yorumlarına. Belirli bir etkinin varlığı, ortaya çıkması için koşullar açıklandığında ve tutarlı bir şekilde yeniden üretildiğinde tespit edilmiş sayılabilir. Ve bilinmeyen koşullarla bilinmeyen deneyler yaptığımızda, bunları açıklamak için teoriler geliştirmek için henüz erkendir ve bu hiçbir şey vermez. bilimsel nokta görüş. P.P.S. Alexei Mişnev'in yorumlarını hassasiyet gözyaşları olmadan okumak imkansız - kişi, fizikle ve gerçek deneylerle hiçbir ilgisi olmayan bir tür kurgusal dünyada yaşıyor.

Gregory, 13.01.2014 10:58

Ivan, Mpemba etkisini çürüttüğünü anlıyorum. Deneylerinizin gösterdiği gibi mevcut değil mi? Fizikte neden bu kadar ünlü ve neden birçok kişi onu açıklamaya çalışıyor?

İvan, 14.02.2014 01:51

İyi günler, Gregory! Saf olmayan bir deneyin etkisi mevcuttur. Ancak anladığınız gibi bu, fizikte yeni yasalar aramak için bir neden değil, deneycinin becerisini geliştirmek için bir nedendir. Yorumlarda da belirttiğim gibi, "Mpemba etkisini" açıklamaya yönelik bahsedilen tüm girişimlerde, araştırmacılar tam olarak neyi ve hangi koşullar altında ölçtüklerini bile net bir şekilde formüle edemiyorlar. Ve bunların deneysel fizikçiler olduğunu mu söylemek istiyorsunuz? Beni güldürme. Etkisi fizikte değil, şu anda deniz olan çeşitli forumlarda ve bloglarda yapılan sözde bilimsel tartışmalarda biliniyor. Fizikten uzak insanlar tarafından gerçek bir fiziksel etki (yanlış bir yorumun ya da sadece bir efsanenin sonucu değil, bazı yeni fizik yasalarının bir sonucu olarak) algılanıyor. Dolayısıyla tamamen farklı koşullar altında yapılan farklı deneylerin sonuçlarından tek bir fiziksel etki olarak bahsetmenin bir anlamı yok.

Pavel, 18.02.2014 09:59

hmm arkadaşlar... "Hız Bilgisi" yazısı... Alınmayın... ;) Ivan her konuda haklı...

Gregory, 19.02.2014 12:50

Ivan, artık doğrulanmamış sansasyonel materyaller yayınlayan birçok sözde bilimsel sitenin var olduğuna katılıyorum.? Sonuçta Mpemba etkisi hala araştırılıyor. Ayrıca üniversitelerden bilim insanları da araştırma yapıyor. Örneğin 2013 yılında bu etki Singapur Teknoloji Üniversitesi'nden bir grup tarafından araştırıldı. Bağlantıya bakın http://arxiv.org/abs/1310.6514. Bu etki için bir açıklama bulduklarına inanıyorlar. Keşfin özü hakkında ayrıntılı olarak yazmayacağım, ancak onların görüşüne göre etki, hidrojen bağlarında depolanan enerjilerdeki farkla ilişkilidir.

Moiseeva N.P. , 19.02.2014 03:04

Mpemba etkisine ilişkin araştırmalarla ilgilenen herkes için makaledeki materyali biraz tamamladım ve en son sonuçları öğrenebileceğiniz bağlantılar sağladım (metne bakın). Yorumlarınız için teşekkürler.

İldar, 24.02.2014 04:12 | her şeyi listelemenin bir anlamı yok

Eğer bu Mpemba etkisi gerçekten meydana geliyorsa, o zaman açıklamanın suyun moleküler yapısında aranması gerektiğini düşünüyorum. Su (popüler bilim literatüründen öğrendiğime göre) tek tek H2O molekülleri olarak değil, birkaç molekülün (hatta düzinelerce) oluşturduğu kümeler halinde mevcuttur. Suyun sıcaklığı arttıkça moleküllerin hareket hızı artar, kümeler birbirine kırılır ve moleküllerin değerlik bağları büyük kümeleri oluşturacak zamana sahip olmaz. Kümelenmelerin oluşması, moleküler hareket hızının azalmasından biraz daha fazla zaman alır. Kümeler daha küçük olduğundan oluşum kristal kafes daha hızlı gerçekleşir. Görünüşe göre soğuk suda büyük, oldukça kararlı kümeler bir kafes oluşumunu engelliyor; onları yok etmek biraz zaman alıyor. Bir kavanozun içinde sakin bir şekilde duran soğuk suyun, soğukta birkaç saat boyunca sıvı kalmasının ilginç bir etkisini ben de televizyonda gördüm. Ancak kavanoz kaldırıldığı, yani yerinden hafifçe oynatıldığı anda, kavanozun içindeki su hemen kristalleşti, opaklaştı ve kavanoz patladı. Peki bu etkiyi gösteren rahip bunu suyun kutsanmış olmasıyla açıklamıştı. Bu arada suyun sıcaklığa bağlı olarak viskozitesini büyük ölçüde değiştirdiği ortaya çıktı. Bu, büyük yaratıklar olarak bizim için algılanamaz, ancak küçük (mm veya daha küçük) kabuklular ve hatta bakteriler düzeyinde suyun viskozitesi çok önemli bir faktördür. Bu viskozitenin su kümelerinin boyutuna göre de belirlendiğini düşünüyorum.

GRİ, 15.03.2014 05:30

Etrafımızda gördüğümüz her şey yüzeysel özelliklerdir (özelliklerdir), dolayısıyla yalnızca ölçebildiğimiz veya varlığını herhangi bir şekilde kanıtlayabildiğimiz şeyleri enerji olarak kabul ederiz, aksi takdirde bu bir çıkmazdır. Bu fenomen, Mpemba etkisi, yalnızca tüm fiziksel modelleri tek bir etkileşim yapısında birleştirecek basit bir hacimsel teori ile açıklanabilir. aslında basit

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

Peki araba kullanırken suyun sıcak değil soğuk kalmasını nasıl sağlayabilirsiniz?

Alexey, 03.10.2014 01:09

İşte bir "keşif" daha yolda. Su girişi plastik şişe Kapağı açıkken çok daha hızlı donar. Eğlenmek için deneyi şiddetli don koşullarında defalarca yaptım. Etkisi açıktır. Merhaba teorisyenler!

Evgeniy, 27.12.2014 08:40

Evaporatif soğutucunun prensibi. Soğuk ve sıcak su ile hava geçirmez şekilde kapatılmış iki şişe alıyoruz. Soğuğa koyduk. Soğuk su daha hızlı donar. Şimdi aynı şişeleri soğuk ve sıcak suyla alıp açıp soğuğa koyuyoruz. Sıcak su, soğuk suya göre daha hızlı donacaktır. Soğuk ve sıcak suyla iki leğen alırsak sıcak su çok daha hızlı donacaktır. Bunun nedeni atmosferle temasımızın artmasıdır. Buharlaşma ne kadar yoğun olursa sıcaklık da o kadar hızlı düşer. Burada nem faktöründen bahsetmemiz gerekiyor. Nem ne kadar düşük olursa, buharlaşma o kadar güçlü ve soğutma da o kadar güçlü olur.

gri TOMSK, 03/01/2015 10:55

GRAY, 15.03.2014 05:30 - devamı Sıcaklık hakkında bildikleriniz her şey değildir. Orada başka bir şey daha var. Sıcaklığın fiziksel bir modelini doğru bir şekilde oluşturursanız, bu, difüzyon, erime ve kristalleşmeden enerji süreçlerini, basınç artışıyla birlikte sıcaklıktaki artış, sıcaklıktaki artışla birlikte basınçta bir artış gibi ölçeklere kadar tanımlamanın anahtarı olacaktır. Yukarıdan bakıldığında Güneş enerjisinin fiziksel modeli bile netleşecektir. Kıştayım. . 20013 baharının başlarında sıcaklık modellerine bakarak genel bir sıcaklık modeli derledim. Birkaç ay sonra sıcaklık paradoksunu hatırladım ve sonra fark ettim ki... benim sıcaklık modelim aynı zamanda Mpemba paradoksunu da açıklıyor. Bu Mayıs-Haziran 2013'teydi. Bir yıl geciktim ama bu en iyisi. Benim fiziksel modelim donmuş bir çerçevedir ve hem ileri hem de geri sarılabilir ve her şeyin hareket ettiği aynı aktivite olan motor aktiviteyi içerir. Konunun tekrarı ile 8 yıllık okulum ve 2 yıllık üniversitem var. 20 yıl geçti. Dolayısıyla ünlü bilim adamlarına herhangi bir fiziksel model atfedemem, formüllere de atfedemem. Çok üzgünüm.

Andrey, 08.11.2015 08:52

Genel olarak sıcak suyun neden soğuk suya göre daha hızlı donduğuna dair bir fikrim var. Açıklamalarımda her şey çok basit, eğer ilgileniyorsanız bana e-postayla yazın: [e-posta korumalı]

Andrey, 08.11.2015 08:58

Kusura bakmayın, yanlış e-posta adresi verdim, işte doğru e-posta: [e-posta korumalı]

Galip, 23.12.2015 10:37

Bana öyle geliyor ki her şey daha basit, buraya kar yağıyor, gaz buharlaşıyor, soğutuluyor, yani belki soğuk havalarda sıcak olan daha hızlı soğur çünkü buharlaşır ve fazla yükselmeden hemen kristalleşir ve gaz halindeki su daha hızlı soğur. sıvı halden daha)

Bekzhan, 28.01.2016 09:18

Birisi bu etkilerle ilgili dünyanın bu yasalarını ortaya koysaydı bile buraya yazmazdı, ünlü bilimsel dergilerde yayınlayabilecekken, onun sırlarını internet kullanıcılarına açıklaması benim açımdan pek mantıklı olmaz. dergilerde yazıyor ve bunu bizzat halkın önünde kanıtlıyor.Yani bu etki hakkında burada yazılacakların çoğu mantıklı değil.)))

Alex, 22.02.2016 12:48

Merhaba Deneyciler Bilimin, Ölçümlerin değil, Hesaplamaların başladığı yerde başladığını söylerken haklısın. "Deney", Hayal Gücünden ve Doğrusal düşünceden yoksun olanlar için ebedi ve vazgeçilmez bir argümandır.Herkesi rahatsız etti, şimdi E= mc2 durumunda - herkes hatırlıyor mu? Soğuk sudan atmosfere uçan moleküllerin hızı, sudan taşıdıkları enerji miktarını belirler (soğuma, enerji kaybıdır).Sıcak sudan çıkan moleküllerin hızı çok daha yüksektir ve taşınan enerjinin karesi alınır ( kalan su kütlesinin soğuma hızı) "Deney"den uzaklaşıp Bilimin Temel Temellerini hatırlarsanız hepsi bu kadar

Vladimir, 25.04.2016 10:53 | Meteo

Antifrizin nadir olduğu o günlerde, arabanın soğutma sisteminden gelen su ısıtılmamış garaj Bir iş gününün ardından, silindir bloğunun veya radyatörün buzunu çözmemek için araçlar boşaltılırdı - bazen ikisi birden. Sabah sıcak su döküldü. Şiddetli donmalarda motorlar sorunsuz çalıştı. Her nasılsa sıcak su olmadığından musluktan su döküldü. Su hemen dondu. Deney pahalıydı - tam olarak bir ZIL-131 arabasının silindir bloğunu ve radyatörünü satın alma ve değiştirme maliyeti kadar. Kim inanmıyorsa kontrol etsin. ve Mpemba dondurmayı denedi. Dondurmada kristalleşme sudan farklı şekilde gerçekleşir. Bir parça dondurmayı ve bir parça buzu dişlerinizle ısırmayı deneyin. Büyük olasılıkla donmadı, ancak soğuma sonucu kalınlaştı. Ve tatlı su, ister sıcak ister soğuk olsun, 0*C'de donar. Soğuk su hızlıdır ve sıcak Zaman soğumaya ihtiyacı vardı.

Gezgin, 05/06/2016 12:54 | Alex'e

"c" - ışığın boşluktaki hızı E=mc^2 - kütle ve enerjinin denkliğini ifade eden bir formül

Albert, 27.07.2016 08:22

İlk olarak benzetme katılar(buharlaşma işlemi yoktur). Yakın zamanda bakır lehimledim su boruları. İşlem, bir gaz yakıcının lehimin erime sıcaklığına kadar ısıtılmasıyla gerçekleşir. Kaplinli bir bağlantının ısınma süresi yaklaşık bir dakikadır. Bağlantının bir bağlantısını lehimledim ve birkaç dakika sonra yanlış lehimlediğimi fark ettim. Kaplinde boruyu biraz döndürmek gerekiyordu. Bağlantı yerini yeniden bir brülörle ısıtmaya başladım ve şaşırtıcı bir şekilde bağlantı yerinin erime sıcaklığına kadar ısıtılması 3-4 dakika sürdü. Nasıl yani!? Sonuçta boru hala sıcak ve onu erime sıcaklığına kadar ısıtmak için çok daha az enerjiye ihtiyaç duyuluyor gibi görünüyor, ancak her şeyin tam tersi olduğu ortaya çıktı. Her şey zaten ısıtılmış bir boru ve ısıtılmış ve arasındaki sınır için önemli ölçüde daha yüksek olan termal iletkenlikle ilgilidir. soğuk boru iki dakika içinde kavşaktan uzaklaşmayı başardı. Şimdi su hakkında. Sıcak ve yarı ısıtmalı kap konseptleriyle çalışacağız. Sıcak bir kapta, sıcak, oldukça hareketli parçacıklar ile çevreden merkeze nispeten hızlı hareket eden yavaş hareket eden, soğuk parçacıklar arasında dar bir sıcaklık sınırı oluşur, çünkü bu sınırda hızlı parçacıklar enerjilerini hızla kaybederler (soğumuş) sınırın diğer tarafındaki parçacıklar tarafından. Dış soğuk parçacıkların hacmi daha büyük olduğundan hızlı parçacıklar, Termal enerji, harici soğuk parçacıkları önemli ölçüde ısıtamaz. Bu nedenle sıcak suyun soğutulması işlemi nispeten hızlı gerçekleşir. Yarı ısıtılmış suyun termal iletkenliği çok daha düşüktür ve yarı ısıtılmış ve soğuk parçacıklar arasındaki sınırın genişliği çok daha geniştir. Bu kadar geniş bir sınırın merkezine doğru kayma, sıcak bir kabın durumuna göre çok daha yavaş gerçekleşir. Sonuç olarak sıcak kap, sıcak olandan daha hızlı soğur. Kabın ortasından kenarına kadar birkaç sıcaklık sensörü yerleştirerek farklı sıcaklıklardaki suyun soğuma sürecinin dinamiklerini takip etmemiz gerektiğini düşünüyorum.

Maksimum, 11/19/2016 05:07

Doğrulandı: Yamal'da hava soğuk olduğunda sıcak su borusu donuyor ve onu ısıtmanız gerekiyor, ancak soğuk olan çalışmıyor!

Artem, 09.12.2016 01:25

Zor ama soğuk suyun sıcak sudan daha yoğun olduğunu, hatta kaynamış sudan daha iyi olduğunu düşünüyorum ve burada soğumada bir hızlanma var vb. sıcak su soğuk sıcaklığa ulaşıp onu geçiyor ve sıcak suyun yukarıda yazıldığı gibi üstten değil de alttan donduğunu hesaba katarsanız, bu süreci çok hızlandırır!

Alexander Sergeyev, 21.08.2017 10:52

Böyle bir etki yoktur. Ne yazık ki. 2016 yılında Nature'da konuyla ilgili ayrıntılı bir makale yayınlandı: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_fect Buradan, dikkatli deneylerle (sıcak ve soğuk su örnekleri her şeyde aynıysa) açıkça görülmektedir. sıcaklık hariç) etki gözlenmez.

Zavlab, 22.08.2017 05:31

Galip, 27.10.2017 03:52

"Gerçekten öyle." - okulda ısı kapasitesinin ve enerjinin korunumu yasasının ne olduğunu anlamadıysanız. Kontrol etmesi kolaydır - bunun için ihtiyacınız olan: arzu, kafa, eller, su, buzdolabı ve çalar saat. Ve uzmanların yazdığı gibi buz pateni pistleri soğuk suyla dondurulur (doldurulur) ve kesilen buz ılık suyla dengelenir. Kışın ise yıkama haznesine su değil antifriz sıvısı dökmeniz gerekir. Su her durumda donacak ve soğuk su daha hızlı donacaktır.

Irina, 23.01.2018 10:58

Dünyanın her yerindeki bilim adamları, Aristoteles'in zamanından beri bu paradoksla mücadele ediyor ve Victor, Zavlab ve Sergeev'in en akıllıları olduğu ortaya çıktı.

Denis, 02/01/2018 08:51

Makalede her şey doğru yazılmıştır. Ama nedeni biraz farklı. Kaynama işlemi sırasında içinde çözünen hava sudan buharlaşır; dolayısıyla kaynayan su soğudukça yoğunluğu sonuçta suyunkinden daha az olacaktır. ham su aynı sıcaklık. Farklı yoğunlukların dışında farklı ısıl iletkenlik nedenleri yoktur.

Zavlab, 03/01/2018 08:58 | Laboratuvar Başkanı

Irina :), "dünyanın her yerindeki bilim adamları" bu "paradoks" ile mücadele etmiyorlar, gerçek bilim adamları için bu "paradoks" basitçe mevcut değil - iyi tekrarlanabilir koşullar altında kolayca doğrulanabilir. "Paradoks", Afrikalı çocuk Mpemba'nın tekrarlanamaz deneyleri nedeniyle ortaya çıktı ve benzer "bilim adamları" tarafından şişirildi :)

Britanya Kraliyet Kimya Derneği, bazı durumlarda sıcak suyun neden soğuk sudan daha hızlı donduğunu bilimsel olarak açıklayabilen herkese 1.000 £ ödül verecek.

“Modern bilim, görünüşte basit olan bu soruyu hâlâ cevaplayamıyor. Dondurmacılar ve barmenler bu etkiyi günlük işlerinde kullanıyorlar ancak kimse bunun neden işe yaradığını gerçekten bilmiyor. Bu sorun, Aristoteles ve Descartes gibi filozofların bunun üzerinde düşünmesiyle binlerce yıldır biliniyor," dedi İngiliz Kraliyet Kimya Topluluğu başkanı Profesör David Phillips, Topluluğun basın açıklamasında aktarıldığı gibi.

Afrikalı bir aşçı İngiliz fizik profesörünü nasıl yendi?

Bu bir 1 Nisan şakası değil, sert bir fiziksel gerçeklik. Galaksiler ve kara deliklerle kolayca çalışan ve kuarkları ve bozonları aramak için dev hızlandırıcılar inşa eden modern bilim, temel suyun nasıl "işlediğini" açıklayamıyor. Okul ders kitabı, daha sıcak bir cismi soğutmanın, soğuk bir cismi soğutmaktan daha fazla zaman aldığını açıkça belirtiyor. Ancak su için bu yasaya her zaman uyulmaz. Aristoteles M.Ö. 4. yüzyılda bu paradoksa dikkat çekmişti. e. Bu benim yazdığım şey Antik Yunan Meteorologica I kitabında: “Suyun önceden ısıtılması donmasına katkıda bulunur. Bu nedenle pek çok kişi sıcak suyu daha hızlı soğutmak istediğinde önce onu güneşe koyar...” Orta Çağ'da Francis Bacon ve Rene Descartes bu olguyu açıklamaya çalışmışlardır. Ne yazık ki, ne büyük filozoflar ne de klasik termofiziği geliştiren çok sayıda bilim adamı bunu başaramadı ve bu nedenle böylesine sakıncalı bir gerçek uzun süre "unutuldu".

Ve ancak 1968'de Tanzanya'dan gelen okul çocuğu Erasto Mpembe sayesinde herhangi bir bilimden uzak "hatırladılar". 1963 yılında mutfak sanatları okulunda okurken 13 yaşındaki Mpembe'ye dondurma yapma görevi verildi. Teknolojiye göre sütü kaynatmak, içindeki şekeri eritmek, oda sıcaklığına soğutmak ve ardından donmak üzere buzdolabına koymak gerekiyordu. Görünüşe göre Mpemba çalışkan bir öğrenci değildi ve tereddüt ediyordu. Dersin sonuna yetişemeyeceğinden korktuğu için hala sıcak sütü buzdolabına koydu. Şaşırtıcı bir şekilde, yoldaşlarının tüm kurallara göre hazırlanan sütünden bile daha erken dondu.

Mpemba keşfini fizik öğretmeniyle paylaştığında tüm sınıfın önünde ona güldü. Mpemba hakareti hatırladı. Beş yıl sonra Dar es Salaam'da üniversite öğrencisiyken kendini bir konferansta buldu. ünlü fizikçi Denis G. Osborne. Dersten sonra bilim adamına bir soru sordu: "Biri 35 °C (95 °F) ve diğeri 100 °C (212 °F) sıcaklıktaki, eşit miktarda su içeren iki özdeş kabı alıp bunları yere koyarsanız Dondurucuya koyarsanız, sıcak kaptaki su daha hızlı donacaktır. Neden?" Tanrının unuttuğu Tanzanya'dan gelen genç bir adamın sorusuna İngiliz bir profesörün tepkisini tahmin edebilirsiniz. Öğrenciyle dalga geçti. Ancak Mpemba böyle bir cevaba hazırdı ve bilim adamına iddiaya meydan okudu. Anlaşmazlıkları, Mpemba'nın haklı olduğunu ve Osborne'un mağlup olduğunu doğrulayan deneysel bir testle sona erdi. Böylece aşçı çırak bilim tarihine adını yazdırmış ve bu olaya bundan sonra “Mpemba etkisi” adı verilmiştir. Onu bir kenara atmak, “yok” ilan etmek mümkün değil. Bu fenomen mevcut ve şairin yazdığı gibi "acımıyor."

Toz parçacıkları ve çözünen maddeler suçlanacak mı?

Yıllar geçtikçe pek çok kişi suyun donmasının gizemini çözmeye çalıştı. Bu fenomen için bir sürü açıklama önerildi: buharlaşma, konveksiyon, çözünmüş maddelerin etkisi - ancak bu faktörlerin hiçbiri kesin olarak kabul edilemez. Pek çok bilim adamı tüm yaşamlarını Mpemba etkisine adadı. Radyasyon Güvenliği Dairesi Çalışanı Devlet Üniversitesi New York - James Brownridge - içinde boş zaman on yılı aşkın süredir bu paradoksu inceliyor. Yüzlerce deney yaptıktan sonra bilim adamı, hipotermi "suçunun" kanıtına sahip olduğunu iddia ediyor. Brownridge, suyun 0°C'de yalnızca aşırı soğuduğunu ve sıcaklık bunun altına düştüğünde donmaya başladığını açıklıyor. Donma noktası sudaki yabancı maddeler tarafından düzenlenir; buz kristallerinin oluşum hızını değiştirirler. Toz parçacıkları, bakteriler ve çözünmüş tuzlar gibi yabancı maddeler, kristalizasyon merkezleri çevresinde buz kristalleri oluştuğunda karakteristik bir çekirdeklenme sıcaklığına sahiptir. Suda birden fazla element aynı anda bulunduğunda donma noktası, çekirdeklenme sıcaklığı en yüksek olana göre belirlenir.

Deney için Brownridge aynı sıcaklıkta iki su numunesi aldı ve bunları dondurucuya yerleştirdi. Örneklerden birinin her zaman diğerinden önce donduğunu keşfetti; bunun nedeni muhtemelen farklı kombinasyonlar safsızlıklar.

Brownridge, sıcak suyun daha hızlı soğuduğunu, çünkü suyun ve dondurucunun sıcaklıkları arasında daha büyük bir fark olduğunu savunuyor; bu, soğuk suyun daha düşük olan doğal donma noktasına ulaşmadan önce donma noktasına ulaşmasına yardımcı oluyor. en azından, 5°C'de.

Ancak Brownridge'in mantığı birçok soruyu gündeme getiriyor. Dolayısıyla Mpemba etkisini kendi yöntemleriyle açıklayabilenler, İngiliz Kraliyet Kimya Derneği'nden bin sterlin için rekabet etme şansına sahip oluyor.

Sıcak suyun neden soğuk suya göre daha hızlı donduğuna dair pek çok araştırmacı kendi versiyonlarını ortaya attı ve ileri sürüyor. Bu bir paradoks gibi görünebilir - sonuçta, sıcak suyun donması için önce soğuması gerekir. Ancak gerçek hala bir gerçek ve bilim insanları bunu farklı şekillerde açıklıyor.

Ana sürümler

Açık şu an Bu gerçeği açıklayan birkaç versiyon var:

1. Sıcak su daha hızlı buharlaştığı için hacmi azalır. Aynı sıcaklıkta daha az miktarda suyun donması daha hızlı gerçekleşir.
2. Buzdolabının dondurucu bölmesinde kar astarı bulunmaktadır. İçinde sıcak su bulunan bir kap, altındaki karı eritir. Bu, dondurucuyla termal teması iyileştirir.
3. Soğuk suyun donması, sıcak sudan farklı olarak üst kısımdan başlar. Aynı zamanda konveksiyon ve ısı radyasyonu ve dolayısıyla ısı kaybı kötüleşir.
4. Soğuk su, içinde çözünmüş maddeler olan kristalleşme merkezleri içerir. Sudaki içerikleri küçükse, buzlanma zordur, ancak aynı zamanda aşırı soğutma da mümkündür - sıfırın altındaki sıcaklıklarda sıvı halde olduğunda.

Adil olmak gerekirse, bu etkinin her zaman gözlemlenmediğini söyleyebiliriz. Çoğu zaman soğuk su, sıcak sudan daha hızlı donar.

Su hangi sıcaklıkta donar

Su neden donuyor? Belirli miktarda mineral veya organik parçacık içerir. Bunlar örneğin çok küçük kum, toz veya kil parçacıkları olabilir. Hava sıcaklığı düştükçe bu parçacıklar, çevresinde buz kristallerinin oluştuğu merkezlerdir.

Kristalizasyon çekirdeklerinin rolü, su içeren kaptaki hava kabarcıkları ve çatlaklar tarafından da oynanabilir. Suyu buza dönüştürme işleminin hızı büyük ölçüde bu tür merkezlerin sayısından etkilenir - eğer çok sayıda varsa, sıvı daha hızlı donar. Normal koşullar altında, normal atmosferik basınç su 0 derece sıcaklıkta sıvıdan katı hale dönüşür.

Mpemba etkisinin özü

Mpemba etkisi bir paradokstur ve bunun özü, belirli koşullar altında sıcak suyun soğuk sudan daha hızlı donmasıdır. Bu fenomen Aristoteles ve Descartes tarafından fark edildi. Ancak Tanzanyalı öğrenci Erasto Mpemba, sıcak dondurmanın donmasının daha uzun sürdüğünü ancak 1963 yılında belirledi. Kısa bir zaman soğuktan daha. Bir yemek pişirme görevini tamamlarken bu sonuca vardı.

Şekeri kaynamış sütte eritmesi ve soğuttuktan sonra donması için buzdolabına koyması gerekiyordu. Görünüşe göre Mpemba pek gayretli değildi ve görevin ilk bölümünü geç tamamlamaya başladı. Bu nedenle sütün soğumasını beklemedi ve sıcak bir şekilde buzdolabına koydu. Verilen teknolojiye uygun olarak çalışmayı yapan sınıf arkadaşlarından bile daha hızlı donduğunu görünce çok şaşırdı.

Bu gerçek genç adamın çok ilgisini çekti ve sade su ile deneylere başladı. 1969'da Fizik Eğitimi dergisi Mpemba ve Dar Es Salaam Üniversitesi'nden Profesör Dennis Osborne'un araştırmasının sonuçlarını yayınladı. Tanımladıkları etkiye Mpemba adı verildi. Ancak bugün bile bu olaya ilişkin net bir açıklama bulunmuyor. Tüm bilim adamları bundaki ana rolün soğuk ve sıcak suyun özelliklerindeki farklılıklara ait olduğu konusunda hemfikirdir, ancak tam olarak ne olduğu bilinmemektedir.

Singapur versiyonu

Singapur üniversitelerinden birinden fizikçiler de hangi suyun daha hızlı donduğu sorusuyla ilgilendiler - sıcak mı soğuk mu? Xi Zhang liderliğindeki bir araştırmacı ekibi, bu paradoksu tam olarak suyun özellikleriyle açıkladı. Herkes suyun bileşimini okuldan biliyor - bir oksijen atomu ve iki hidrojen atomu. Oksijen bir dereceye kadar elektronları hidrojenden uzaklaştırır, dolayısıyla molekül bir tür “mıknatıstır”.

Sonuç olarak sudaki bazı moleküller birbirlerine hafifçe çekilir ve bir hidrojen bağıyla birleşir. Gücü kovalent bağdan birçok kez daha düşüktür. Singapurlu araştırmacılar, Mpemba paradoksunun açıklamasının tam olarak hidrojen bağlarında yattığına inanıyor. Su molekülleri birbirine çok sıkı bir şekilde yerleştirilirse, moleküller arasındaki bu kadar güçlü bir etkileşim, molekülün ortasındaki kovalent bağı deforme edebilir.

Ancak su ısıtıldığında bağlı moleküller birbirinden biraz uzaklaşır. Sonuç olarak, aşırı enerjinin salınması ve daha düşük bir enerjiye geçiş ile moleküllerin ortasında kovalent bağların gevşemesi meydana gelir. enerji seviyesi. Bu, sıcak suyun hızla soğumaya başlamasına yol açar. En azından Singapurlu bilim adamlarının yaptığı teorik hesaplamalar bunu gösteriyor.

Suyu anında dondurmak - 5 inanılmaz numara: Video