საინტერესოა

მართალია ცხელი წყალი გაცილებით სწრაფად ყინავს?

მართალია ცხელი წყალი გაცილებით სწრაფად ყინავს?

დიახ, ცხელ წყალს ცივი წყალი უფრო სწრაფად შეუძლია გაყინვას. ამასთან, ეს ყოველთვის არ ხდება და არც მეცნიერებამ ზუსტად ახსნა რატომ ეს შეიძლება მოხდეს.

ძირითადი მიღებები: წყლის ტემპერატურა და გაყინვის მაჩვენებელი

  • ზოგჯერ ცხელი წყალი უფრო სწრაფად იყინება, ვიდრე ცივი წყალი. ამას მას Mpemba ეფექტს უწოდებენ იმ სტუდენტის შემდეგ, ვინც დააკვირდა მას.
  • ფაქტორები, რამაც შეიძლება ცხელი წყალი უფრო სწრაფად გაყინვას გამოიწვიოს, მოიცავს აორთქლების გაგრილებას, სუპერკულურობის ნაკლებ შანსს, დაშლილი გაზების დაბალ კონცენტრაციას და კონვექციას.
  • ცხელი თუ ცივი წყალი უფრო სწრაფად იყინება დამოკიდებულია კონკრეტულ პირობებზე.

Mpemba ეფექტი

მიუხედავად იმისა, რომ არისტოტელე, ბეკონი და დეკარტი ყველა აღწერეს ცხელი წყლით გაყინვას უფრო სწრაფად, ვიდრე ცივ წყალს, ცნება ძირითადად წინააღმდეგი იყო 1960-იან წლებამდე, როდესაც საშუალო სკოლის სტუდენტმა, სახელად მპემბამ, შენიშნა, რომ ცხელი ნაყინის ნაზავი, როდესაც საყინულეში მოათავსეს, გაყინავდა ნაყინის წინ. შედგით საყინულეში მოთავსებამდე, ოთახის ტემპერატურამდე გაცივებამდე. მპემბამ გაიმეორა თავისი ექსპერიმენტი უფრო მეტი წყლით, ვიდრე ნაყინის ნარევი და იგივე შედეგი აღმოაჩინა: ცხელი წყალი უფრო სწრაფად გაიყინა, ვიდრე გაცივებული წყალი. როდესაც მპემბამ ფიზიკის მასწავლებელს სთხოვა აეხსნა დაკვირვებები, მასწავლებელმა უთხრა Mpemba- ს, რომ მისი მონაცემები შეცდომით არ უნდა იყოს, რადგან ეს ფენომენი შეუძლებელი იყო.

მპემბამ იგივე კითხვა დასვა ფიზიკის მოწვეულ პროფესორს, დოქტორ ოსბორნს. ამ პროფესორმა უპასუხა, რომ მან არ იცის, მაგრამ ის შეამოწმებს ექსპერიმენტს. დოქტორ ოსბორნს ლაბორატორიული ტექნოლოგია ასრულებდა მპემბას ტესტის შესრულებაში. ლაბორატორიის ტექნიკური ცნობით, მან გაიმეორა მპემბას შედეგი, "მაგრამ ჩვენ გავაგრძელებთ ექსპერიმენტის გამეორებას, სანამ არ მივიღებთ სწორ შედეგს". (Um… კი… ეს იქნება ცუდი მეცნიერების მაგალითი.) კარგი, მონაცემები იყო მონაცემები, ასე რომ, როდესაც ექსპერიმენტი განმეორდა, იგი განაგრძო იგივე შედეგის მიღება. 1969 წელს ოსბორნმა და მპემბამ გამოაქვეყნეს თავიანთი კვლევის შედეგები. ახლა ის ფენომენს, რომლის დროსაც ცხელი წყალი შეიძლება ცივ წყალზე უფრო სწრაფად გაიყინოს, ზოგჯერ მას Mpemba ეფექტსაც უწოდებენ.

რატომ ცხელი წყალი ზოგჯერ ყინავს უფრო სწრაფად, ვიდრე ცივი წყალი

არ არსებობს განმარტება, თუ რატომ შეიძლება გაყინოთ ცხელი წყალი უფრო სწრაფად, ვიდრე ცივი წყალი. სხვადასხვა მექანიზმი მოქმედებს, ეს დამოკიდებულია პირობებზე. როგორც ჩანს, ძირითადი ფაქტორები:

  • აორთქლება: უფრო ცხელი წყალი აორთქლდება ვიდრე ცივი წყალი, რითაც შეამცირებს გაყინული წყლის დარჩენილი რაოდენობა. მასობრივი გაზომვები გვაფიქრებინებს, რომ ეს მნიშვნელოვანი ფაქტორია ღია კონტეინერებში წყლის გაცივებისას, მაგრამ ეს არ არის ის მექანიზმი, რომელიც განმარტავს, თუ როგორ ხდება Mpemba- ის ეფექტი დახურულ კონტეინერებში.
  • სუპერკულინგიცხელი წყალი ტენიანობის ნაკლებ გავლენას განიცდის, ვიდრე ცივი წყალი. სუპერკულინების დროს, ის შეიძლება დარჩეს თხევად, სანამ არ შეიშლება, თუნდაც ნორმალური გაყინვის ტემპერატურაზე დაბლა. წყალი, რომელიც არ არის superercooled, უფრო სავარაუდოა, რომ მყარი გახდება, როდესაც იგი მიაღწევს წყლის გაყინვის წერტილს.
  • კონვექცია: წყალი ვითარდება კონვექციის დენებში, როგორც კი გაცივება. ჩვეულებრივ, წყლის სიმკვრივე მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ამიტომ გამაგრილებელი წყლის კონტეინერი, როგორც წესი, უფრო თბილია, ვიდრე ფსკერზე. თუ ვივარაუდებთ, რომ წყალი კარგავს თავის სითბოს უმეტესობას მის ზედაპირზე (რაც პირობებიდან გამომდინარე შეიძლება იყოს ან არ იყოს ნამდვილი), მაშინ უფრო ცხელი ზედაპირით წყალი დაკარგავს თავის სიცხეს და გაყინავს უფრო სწრაფად, ვიდრე წყალი უფრო მაგარი ზედაპირით.
  • დაშლილი გაზები: ცხელ წყალს უფრო ნაკლები შესაძლებლობა აქვს, რომ დაიშალა გაზები, ვიდრე ცივი წყალი, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს გაყინვის სიჩქარეზე.
  • გავლენა გარემოთი: წყლის ორი კონტეინერის საწყის ტემპერატურას შორის სხვაობამ შეიძლება გავლენა იქონიოს გარემოთი. ერთი მაგალითი იქნება თბილი წყალი ყინვის წინასწარ ფენის დნობად, რაც უკეთეს სიგრილეს ანიჭებს.

გამოსცადე საკუთარი თავი

ახლა ნუ მიიღებ სიტყვას ამისათვის! თუ საეჭვო ხართ, რომ ცხელი წყალი ზოგჯერ უფრო სწრაფად იყინება, ვიდრე ცივი წყალი, შეამოწმეთ ეს თქვენთვის. გაითვალისწინეთ, რომ Mpemba Effect არ ჩანს ყველა ექსპერიმენტული პირობით, ასე რომ შეიძლება დაგჭირდეთ წყლის ნიმუშის ზომა და გამაგრილებელი წყლის ზომა (ან შეინარჩუნოთ ნაყინი თქვენს საყინულეში, თუ თქვენ მიიღებთ ამას ეფექტის დემონსტრირება).

წყაროები

  • ბურჯი, ჰენრი გ .; ლინდენი, პოლ ფ. (2016). "კითხვის ნიშნის ქვეშ აყენებს Mpemba- ს ეფექტს: ცხელი წყალი არ გაცივდება უფრო სწრაფად, ვიდრე ცივი". სამეცნიერო მოხსენებები. 6: 37665. doi: 10.1038 / srep37665
  • ტაო, იუნვენი; ზოუ, ვენელი; ჯია, იუნტენგი; ლი, ვეი; Cremer, Dieter (2017). "წყალბადის შემაკავშირებელ სხვადასხვა გზები წყალში - რატომ ხდება წყლის გაყინვა უფრო ცივი წყლით გაყინვა?". ჟურნალი ქიმიური თეორიისა და გამოთვლების შესახებ. 13 (1): 55-76. doi: 10.1021 / acs.jctc.6b00735