في هذه المقالة ، سوف ننظر في السبب ماء ساخنيتجمد أسرع من البرد.

يتجمد الماء الساخن أسرع بكثير من الماء البارد! هذه الخاصية المدهشة للمياه ، التفسير الدقيق الذي لا يزال العلماء غير قادرين على العثور عليه ، معروفة منذ العصور القديمة. على سبيل المثال ، حتى في أرسطو ، هناك وصف للصيد الشتوي: أدخل الصيادون قضبان الصيد في ثقوب في الجليد ، وحتى يتجمدوا بشكل أسرع ، سكبوا الماء الدافئ على الجليد. سمي اسم هذه الظاهرة باسم Erasto Mpemba في الستينيات من القرن العشرين. لاحظ منيمبا التأثير الغريب أثناء صنع الآيس كريم والتفت إلى مدرس الفيزياء الخاص به ، د. دينيس أوزبورن ، للحصول على شرح. جرب مبيمبا والدكتور أوزبورن الماء درجات حرارة مختلفةوخلصت إلى أن الماء المغلي تقريبًا يبدأ في التجمد أسرع بكثير من الماء عند درجة حرارة الغرفة. أجرى علماء آخرون تجاربهم الخاصة وفي كل مرة حصلوا على نتائج مماثلة.

شرح ظاهرة فيزيائية

لا يوجد تفسير مقبول بشكل عام لسبب حدوث ذلك. يقترح العديد من الباحثين أن الأمر كله يتعلق بالتبريد الفائق للسائل ، والذي يحدث عندما تنخفض درجة حرارته إلى ما دون درجة التجمد. بمعنى آخر ، إذا تجمد الماء عند درجة حرارة أقل من 0 درجة مئوية ، فيمكن أن تصل درجة حرارة الماء الفائق البرودة ، على سبيل المثال ، إلى -2 درجة مئوية ويظل سائلاً دون أن يتحول إلى ثلج. عندما نحاول تجميد الماء البارد ، هناك احتمال أن يصبح شديد البرودة في البداية ، وسيتصلب فقط بعد مرور بعض الوقت. في الماء الساخن ، تحدث عمليات أخرى. يرتبط تحوله الأسرع إلى جليد بالحمل الحراري.

الحمل- هو - هي ظاهرة فيزيائية، حيث ترتفع الطبقات السفلية الدافئة للسائل ، وتنخفض الطبقات العلوية المبردة.

مرحبا أيها الأحباء حقائق مثيرة للاهتمام. اليوم سنتحدث عنه. لكنني أعتقد أن السؤال في العنوان قد يبدو سخيفًا بكل بساطة - ولكن هل ينبغي دائمًا أن يثق المرء تمامًا في سيئ السمعة " الفطرة السليمة"، بدلاً من تجربة تحقق محددة بدقة. دعنا نحاول معرفة سبب تجميد الماء الساخن أسرع من الماء البارد؟

مرجع التاريخ

في مسألة تجميد الماء البارد والساخن ، تم ذكر "ليس كل شيء نقيًا" في أعمال أرسطو ، ثم قام ف. بيكون ، ر. ديكارت ، وجي بلاك بملاحظات مماثلة. في التاريخ الحديثأُطلق على هذا التأثير اسم "مفارقة مبيمبا" - على اسم تلميذ من تنجانيقا ، إيراستو مبيمبا ، الذي طرح نفس السؤال على أستاذ الفيزياء الزائر.

لم ينشأ سؤال الصبي مكان فارغولكن من الملاحظات الشخصية البحتة لعملية تبريد مخاليط الآيس كريم في المطبخ. بالطبع ، زملاء الدراسة الذين كانوا حاضرين هناك ، سويًا مدرس مدرسةتعرضت مبيمبا للسخرية - ولكن بعد التحقق التجريبي شخصيًا من قبل الأستاذ د. أوزبورن ، "تبخرت" الرغبة في السخرية من إيراستو. علاوة على ذلك ، نشر Mpemba ، مع الأستاذ ، وصفًا مفصلاً لهذا التأثير في عام 1969 في تعليم الفيزياء - ومنذ ذلك الحين تم تثبيت الاسم أعلاه في الأدبيات العلمية.

ما هو جوهر الظاهرة؟

إعداد التجربة بسيط للغاية: مع تساوي الأشياء الأخرى ، يتم اختبار أوعية رقيقة الجدران متطابقة ، حيث توجد كميات متساوية تمامًا من الماء ، تختلف فقط في درجة الحرارة. يتم تحميل الأوعية في الثلاجة ، وبعد ذلك يتم تسجيل الوقت قبل تكوين الجليد في كل منها. المفارقة هي أنه في وعاء يحتوي على سائل أكثر سخونة في البداية ، يحدث هذا بشكل أسرع.

كيف تفسر الفيزياء الحديثة هذا؟

لا يوجد تفسير شامل للمفارقة ، نظرًا لأن العديد من العمليات المتوازية تتقدم معًا ، وقد تختلف مساهمتها عن ظروف أولية محددة - ولكن مع نتيجة موحدة:

• قدرة السائل على البرودة الفائقة - الماء البارد في البداية يكون أكثر عرضة لانخفاض درجة حرارة الجسم ، أي يظل سائلاً عندما تكون درجة حرارته بالفعل أقل من نقطة التجمد
• التبريد المتسارع - يتحول البخار الناتج عن الماء الساخن إلى بلورات ثلجية دقيقة ، والتي ، عند التراجع ، تسرع العملية ، وتعمل "كمبادل حراري خارجي" إضافي
• تأثير العزل - على عكس الماء الساخن ، يتجمد الماء البارد من الأعلى ، مما يؤدي إلى انخفاض في انتقال الحرارة بالحمل الحراري والإشعاع

هناك عدد من التفسيرات الأخرى آخر مرةعقدت الجمعية الملكية البريطانية للكيمياء مؤخرًا مسابقة لأفضل فرضية ، في عام 2012) - ولكن لا توجد حتى الآن نظرية لا لبس فيها لجميع حالات مجموعات شروط الإدخال ...

هذا صحيح ، على الرغم من أنه يبدو مذهلاً ، لأنه في عملية التجميد ، يجب أن يمر الماء المسخن بدرجة حرارة الماء البارد. وفي الوقت نفسه ، يستخدم هذا التأثير على نطاق واسع ، على سبيل المثال ، تمتلئ ساحات التزلج على الجليد والشرائح بالماء الساخن بدلاً من الماء البارد في الشتاء. ينصح الخبراء سائقي السيارات بصب الماء البارد بدلاً من الماء الساخن في خزان الغسالة في الشتاء. تُعرف المفارقة في جميع أنحاء العالم باسم "تأثير مبيمبا".

تم ذكر هذه الظاهرة في وقت من الأوقات من قبل أرسطو وفرانسيس بيكون ورينيه ديكارت ، ولكن في عام 1963 فقط اهتم أساتذة الفيزياء بها وحاولوا التحقيق فيها. بدأ كل شيء عندما لاحظ تلميذ المدرسة التنزاني إيراستو مبيمبا أن الحليب المحلى الذي استخدمه لصنع الآيس كريم يتماسك بشكل أسرع إذا تم تسخينه مسبقًا واقترح أن الماء الساخن يتجمد أسرع من الماء البارد. التفت إلى مدرس الفيزياء للتوضيح ، لكنه سخر فقط من الطالب قائلاً: "هذه ليست فيزياء العالم ، لكنها فيزياء مبيمبا".

لحسن الحظ ، زار دينيس أوزبورن ، أستاذ الفيزياء بجامعة دار السلام ، المدرسة ذات يوم. والتفت إليه مبيمبا بنفس السؤال. كان الأستاذ أقل تشككًا ، وقال إنه لا يستطيع الحكم على ما لم يره من قبل ، وعند عودته إلى المنزل ، طلب من الموظفين إجراء التجارب المناسبة. يبدو أنهم أكدوا كلام الصبي. على أي حال ، في عام 1969 ، تحدث أوزبورن عن العمل مع Mpemba في مجلة "Eng. الفيزياءتعليم". في نفس العام ، نشر جورج كيل من المجلس الوطني الكندي للبحوث مقالًا يصف الظاهرة باللغة الإنجليزية. أمريكيمجلةمنالفيزياء».

هناك عدة تفسيرات محتملة لهذه المفارقة:

• يتبخر الماء الساخن بشكل أسرع ، وبالتالي يقلل حجمه ، ويتجمد حجم أصغر من الماء بنفس درجة الحرارة بشكل أسرع. في حاويات محكمة الإغلاق ، يجب أن يتجمد الماء البارد بشكل أسرع.
• وجود الكسوة الثلجية. حاوية مع ماء ساخنيذوب الثلج تحته ، وبالتالي يحسن التلامس الحراري مع سطح التبريد. الماء البارد لا يذيب الثلج تحته. مع عدم وجود بطانة ثلجية ، يجب أن يتجمد وعاء الماء البارد بشكل أسرع.
• يبدأ الماء البارد في التجمد من الأعلى ، مما يؤدي إلى تفاقم عمليات الإشعاع الحراري والحمل الحراري ، وبالتالي فقدان الحرارة ، بينما يبدأ الماء الساخن في التجمد من الأسفل. مع التحريك الميكانيكي الإضافي للماء في الحاويات ، يجب أن يتجمد الماء البارد بشكل أسرع.
• وجود مراكز التبلور في الماء المبرد - المواد المذابة فيه. مع وجود عدد قليل من هذه المراكز في ماء باردمن الصعب تحويل الماء إلى جليد وحتى انخفاض درجة حرارة الجسم يكون ممكنًا عندما يبقى فيه الحالة السائلةمع درجات حرارة دون الصفر.

تم نشر تفسير آخر مؤخرًا. قام الدكتور جوناثان كاتز من جامعة واشنطن بالتحقيق في هذه الظاهرة وخلص إلى أن المواد الذائبة في الماء تلعب دورًا مهمًا فيها ، والتي تترسب عند تسخينها.
تحت مذاب المواد ديشير كاتز إلى بيكربونات الكالسيوم والمغنيسيوم الموجودة في الماء العسر. عندما يتم تسخين الماء ، تترسب هذه المواد ، يصبح الماء "لينًا". تحتوي المياه التي لم يتم تسخينها على هذه الشوائب وهي "صلبة". عندما تتجمد وتتكون بلورات الثلج ، يزيد تركيز الشوائب في الماء 50 مرة. هذا يقلل من درجة تجمد الماء.

هذا التفسير لا يبدو مقنعًا بالنسبة لي ، لأنه. يجب ألا ننسى أنه تم العثور على التأثير في تجارب الآيس كريم وليس مع الماء العسر. على الأرجح ، أسباب الظاهرة هي فيزيائية حرارية وليست كيميائية.

حتى الآن ، لم يتم تلقي أي تفسير لا لبس فيه لمفارقة مبيمبا. يجب أن أقول إن بعض العلماء لا يعتبرون هذه المفارقة جديرة بالاهتمام. ومع ذلك ، فمن المثير للاهتمام أن يكون تلميذ بسيط قد حقق اعترافًا بالتأثير الجسدي واكتسب شعبية بسبب فضوله ومثابرته.

تمت الإضافة في فبراير 2014

كُتبت المذكرة في عام 2011. ومنذ ذلك الحين ، ظهرت دراسات جديدة حول تأثير مبيمبا ومحاولات جديدة لشرحها. لذلك ، في عام 2012 ، أعلنت الجمعية الملكية للكيمياء في بريطانيا العظمى عن مسابقة دولية لكشف الغموض العلمي "تأثير مبيمبا" بجوائز مالية قدرها 1000 جنيه إسترليني. تم تحديد الموعد النهائي في 30 يوليو 2012. الفائز كان نيكولا بريجوفيك من مختبر جامعة زغرب. نشر أعماله حلل فيها محاولات سابقة لشرح هذه الظاهرة وتوصل إلى استنتاج أنها غير مقنعة. يعتمد النموذج الذي اقترحه على الخصائص الأساسية للمياه. يمكن للمهتمين العثور على وظيفة في http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

البحث لم ينته عند هذا الحد. في عام 2013 ، أثبت علماء الفيزياء من سنغافورة نظريًا سبب تأثير ميبمبا. يمكن العثور على العمل على http://arxiv.org/abs/1310.6514.

مقالات ذات صلة على الموقع:

مقالات أخرى من القسم

تعليقات:

أليكسي ميشنيف. ، 06.10.2012 04:14

لماذا يتبخر الماء الساخن بشكل أسرع؟ لقد أثبت العلماء عمليًا أن كوبًا من الماء الساخن يتجمد بشكل أسرع من الماء البارد. لا يستطيع العلماء تفسير هذه الظاهرة لعدم فهمهم جوهر الظواهر: الحرارة والبرودة! الحرارة والبرودة هي أحاسيس جسدية ناتجة عن تفاعل جسيمات المادة ، على شكل ضغط مضاد للموجات المغناطيسية التي تتحرك من جانب الفضاء ومن مركز الأرض. لذلك ، كلما زاد الاختلاف المحتمل لهذا الجهد المغناطيسي ، زادت سرعة تبادل الطاقة بواسطة طريقة الاختراق المضاد لموجة إلى أخرى. وهذا هو ، عن طريق الانتشار! رداً على مقالتي ، كتب أحد المعارضين: 1) ".. الماء الساخن يتبخر بشكل أسرع ، ونتيجة لذلك هناك القليل منه ، فيتم تجميده بشكل أسرع" سؤال! ما هي الطاقة التي تجعل الماء يتبخر بشكل أسرع؟ 2) في مقالتي ، نتحدث عن كوب زجاجي ، وليس عن حوض خشبي ، وهو ما يقوله الخصم كحجة مضادة. ما هو غير صحيح! أجب على السؤال: "ما سبب تبخر المياه في الطبيعة؟" الموجات المغناطيسية ، التي تنتقل دائمًا من مركز الأرض إلى الفضاء ، وتتغلب على الضغط المضاد لموجات الضغط المغناطيسي (التي تنتقل دائمًا من الفضاء إلى مركز الأرض) ، في نفس الوقت ، ترش جزيئات الماء ، منذ الانتقال إلى الفضاء ، يزداد حجمها. هذا هو توسيع! في حالة التغلب على موجات الضغط المغناطيسية ، يتم ضغط أبخرة الماء هذه (مكثفة) وتحت تأثير هذه القوى المغناطيسيةضغط ، الماء على شكل ترسيب يعود إلى الأرض! بإخلاص! أليكسي ميشنيف. 6 أكتوبر 2012.

أليكسي ميشنيف. ، 06.10.2012 04:19

ما هي درجة الحرارة. درجة الحرارة هي درجة الإجهاد الكهرومغناطيسي للموجات المغناطيسية مع طاقة الانضغاط والتمدد. في حالة توازن هذه الطاقات ، تكون درجة حرارة الجسم أو المادة في حالة مستقرة. إذا كانت حالة التوازن لهذه الطاقات مضطربة ، تجاه طاقة التمدد ، فإن الجسم أو المادة تزداد في حجم الفضاء. في حالة تجاوز طاقة الموجات المغناطيسية في اتجاه الضغط ، يتناقص حجم الجسم أو المادة في الفضاء. يتم تحديد درجة الإجهاد الكهرومغناطيسي من خلال درجة تمدد أو تقلص الجسم المرجعي. أليكسي ميشنيف.

مويسيفا ناتاليا، 23.10.2012 11:36 | VNIIM

أليكسي ، أنت تتحدث عن بعض المقالات التي تحدد أفكارك حول مفهوم درجة الحرارة. لكن لم يقرأها أحد. من فضلك أعطني الرابط. بشكل عام ، وجهات نظرك حول الفيزياء غريبة جدًا. لم أسمع قط عن "التوسع الكهرومغناطيسي للجسم المرجعي".

يوري كوزنتسوف ، 04.12.2012 12:32

تم اقتراح فرضية مفادها أن هذا هو عمل الرنين بين الجزيئات والجاذبية الدافعة للعقل بين الجزيئات التي تولدها. في الماء البارد ، تتحرك الجزيئات وتهتز بشكل عشوائي ، بترددات مختلفة. عندما يتم تسخين الماء ، مع زيادة تردد التذبذب ، يضيق مداها (ينخفض ​​اختلاف التردد من الماء الساخن السائل إلى نقطة التبخر) ، تقترب ترددات التذبذب للجزيئات من بعضها البعض ، ونتيجة لذلك يحدث الرنين بين الجزيئات. عند تبريده ، يتم الحفاظ على هذا الرنين جزئيًا ، ولا يموت على الفور. حاول الضغط على أحد أوتار الجيتار ذات الرنين. الآن دعنا نذهب - سيبدأ الخيط في الاهتزاز مرة أخرى ، وسوف يستعيد الرنين اهتزازاته. لذا في الماء المتجمد ، تحاول الجزيئات الخارجية المبردة أن تفقد سعة التذبذبات وتواترها ، لكن الجزيئات "الدافئة" داخل الوعاء "تسحب" التذبذبات للخلف ، وتعمل كاهتزازات ، وتعمل الجزيئات الخارجية كرنانات. ينشأ الانجذاب العاطفي * بين الهزازات والرنانات. عندما تصبح القوة الدافعة مزيد من القوة، بسبب الطاقة الحركية للجزيئات (التي لا تهتز فحسب ، بل تتحرك خطيًا أيضًا) ، يحدث التبلور المتسارع - "تأثير مبيمبا". الاتصال الحركي غير مستقر للغاية ، ويعتمد تأثير Mpemba بشدة على جميع العوامل المصاحبة: حجم الماء المراد تجميده ، وطبيعة تسخينه ، وظروف التجميد ، ودرجة الحرارة ، والحمل الحراري ، وظروف التبادل الحراري ، وتشبع الغاز ، واهتزاز وحدة التبريد ، التهوية ، الشوائب ، التبخر ، إلخ. ربما حتى من الإضاءة ... لذلك ، التأثير له الكثير من التفسيرات وأحيانًا يصعب إعادة إنتاجه. لنفس سبب "الرنين" ، يغلي الماء المغلي أسرع من الماء غير المغلي - الرنين لبعض الوقت بعد الغليان يحافظ على شدة اهتزازات جزيئات الماء (فقدان الطاقة أثناء التبريد يرجع أساسًا إلى فقدان الطاقة الحركية للحركة الخطية للجزيئات ). مع التسخين المكثف ، تغير جزيئات الهزاز الأدوار مع جزيئات الرنان مقارنة بالتجميد - تردد الهزازات أقل من تردد الرنانات ، مما يعني أنه لا يوجد تجاذب بين الجزيئات ، بل تنافر ، مما يسرع الانتقال إلى آخر حالة التجميع(زوج).

فلاد ، 11.12.2012 03:42

حطم عقلي ...

أنطون ، 04.02.2013 02:02

1. هل هذا الانجذاب المحفز للعقل كبير حقًا لدرجة أنه يؤثر على عملية نقل الحرارة؟ 2. هل هذا يعني أنه عندما يتم تسخين جميع الأجسام إلى درجة حرارة معينة ، فإن جزيئاتها الهيكلية تدخل في صدى؟ 3. لماذا يختفي هذا الرنين عند التبريد؟ 4. هل هذا هو تخمينك؟ إذا كان هناك مصدر ، يرجى الإشارة. 5. وفقًا لهذه النظرية ، يلعب شكل الإناء دورًا مهمًا ، وإذا كان نحيفًا ومسطحًا ، فلن يكون الفرق في وقت التجمد كبيرًا ، أي يمكنك التحقق من ذلك.

جودرات ، 11.03.2013 10:12 | ميتاك

يحتوي الماء البارد بالفعل على ذرات نيتروجين والمسافات بين جزيئات الماء أقرب منها في الماء الساخن. أي الاستنتاج: الماء الساخن يمتص ذرات النيتروجين بشكل أسرع وفي نفس الوقت يتجمد بسرعة أكبر من الماء البارد - وهذا مشابه لتصلب الحديد ، حيث يتحول الماء الساخن إلى جليد ويتصلب الحديد الساخن عند التبريد السريع!

فلاديمير ، 03/13/2013 06:50

أو ربما هذا: كثافة الماء الساخن والجليد كثافة أقلالماء البارد ، وبالتالي الماء لا يحتاج إلى تغيير كثافته ، ويضيع بعض الوقت في هذا ويتجمد.

أليكسي ميشنيف ، 2013/03/21 الساعة 11:50 صباحًا

قبل الحديث عن صدى الجسيمات وجاذبيتها وذبذباتها ، من الضروري فهم السؤال والإجابة عليه: ما هي القوى التي تجعل الجسيمات تهتز؟ لأنه بدون الطاقة الحركية ، لا يمكن أن يكون هناك ضغط. بدون ضغط ، لا يمكن أن يكون هناك توسيع. بدون التوسع ، لا يمكن أن يكون هناك طاقة حركية! عندما تبدأ في الحديث عن رنين الأوتار ، فقد بذلت جهدًا أولاً لجعل أحد هذه الأوتار يبدأ في الاهتزاز! عند الحديث عن الجاذبية ، يجب عليك أولاً الإشارة إلى القوة التي تجعل هذه الأجسام تنجذب! أؤكد أن جميع الأجسام تنضغط بواسطة الطاقة الكهرومغناطيسية للغلاف الجوي والتي تضغط على جميع الأجسام والمواد والجسيمات الأولية بقوة 1.33 كجم. ليس لكل سم 2 ، ولكن لكل جسيم أولي ، لأن ضغط الغلاف الجوي لا يمكن أن يكون انتقائيًا ، فلا تخلط بينه وبين مقدار القوة!

دوديك ، 05/31/2013 02:59

يبدو لي أنك نسيت حقيقة واحدة - "يبدأ العلم حيث تبدأ القياسات". ما هي درجة حرارة الماء "الساخن"؟ ما هي درجة حرارة الماء "البارد"؟ المقال لا يقول كلمة واحدة عن ذلك. من هذا يمكننا أن نستنتج - المقال كله هراء!

غريغوري ، 06/04/2013 12:17

دوديك ، قبل أن يطلق على مقال ما هراء ، يجب على المرء أن يفكر في التعلم ، على الأقل قليلاً. وليس مجرد قياس.

ديمتري ، 12/24/2013 10:57 ص

تتحرك جزيئات الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد ، وبسبب هذا هناك اتصال وثيق بالبيئة ، يبدو أنها تمتص كل البرودة ، وتتباطأ بسرعة.

إيفان ، 10.01.2014 05:53

من المدهش ظهور مثل هذا المقال المجهول على هذا الموقع. المقال غير علمي تمامًا. تنافس المؤلف والمعلقون مع بعضهم البعض بحثًا عن تفسير للظاهرة ، ولم يكلفوا أنفسهم عناء معرفة ما إذا كانت الظاهرة قد لوحظت على الإطلاق ، وإذا تمت ملاحظتها ، فعندئذٍ تحت أي ظروف. علاوة على ذلك ، لا يوجد حتى اتفاق على ما نلاحظه بالفعل! لذلك يصر المؤلف على الحاجة إلى شرح تأثير التجميد السريع للآيس كريم الساخن ، على الرغم من أنه من النص بأكمله (وعبارة "تم العثور على التأثير في تجارب الآيس كريم") يترتب على ذلك أنه هو نفسه لم يقم بإنشاء مثل هذا التجارب. من المتغيرات الخاصة بـ "تفسير" الظاهرة المدرجة في المقالة ، يمكن ملاحظة أنه تم وصف تجارب مختلفة تمامًا ، في ظروف مختلفةمع مختلف محاليل مائية. يشير كل من جوهر التفسيرات والمزاج الشرطي فيها إلى أنه حتى التحقق الأولي من الأفكار التي تم التعبير عنها لم يتم تنفيذه. سمع شخص ما عن طريق الخطأ قصة غريبة وعبر عن استنتاجه التخميني. أنا آسف لكنه ليس جسديًا بحث علمي، ومحادثة في غرفة التدخين.

إيفان ، 01/10/2014 06:10

بخصوص التعليقات الواردة في المقال حول تعبئة البكرات بالماء الساخن وخزانات الغسيل الباردة. كل شيء بسيط من وجهة نظر الفيزياء الأولية. تمتلئ حلبة التزلج بالماء الساخن فقط لأنها تتجمد بشكل أبطأ. يجب أن تكون الحلبة مستوية وسلسة. حاول أن تملأه بالماء البارد - سوف تحصل على نتوءات و "تدفقات" ، لأن. سوف يتجمد الماء بسرعة دون أن يتاح له وقت للانتشار في طبقة موحدة. وسيتاح للواحد الحار وقت للانتشار في طبقة متساوية ، وسوف يذيب الجليد الموجود والنتوءات الثلجية. مع الغسالة ، ليس الأمر صعبًا أيضًا: لا فائدة من سكب الماء النظيف في الصقيع - إنه يتجمد على الزجاج (حتى ساخنًا) ؛ ويمكن أن يتسبب التجمد الساخن في تكسير الزجاج البارد ، بالإضافة إلى احتوائه على الزجاج حرارة عاليةالتجميد بسبب التبخر المتسارع للكحول الذي لا يزال في طريقه إلى الزجاج (هل يعرف الجميع مبدأ تشغيل لغو القمر؟ - يتبخر الكحول ، ويبقى الماء).

إيفان ، 01/10/2014 06:34

لكن في الحقيقة هذه الظاهرة ، من السخف أن نتساءل لماذا تجري تجربتان مختلفتان في ظروف مختلفة بشكل مختلف. إذا تم إعداد التجربة بشكل نظيف ، فأنت بحاجة إلى تناول الماء الساخن والبارد من نفس الشيء التركيب الكيميائي- خذ ماء مغلي مبرد مسبقا من نفس الغلاية. تصب في أوعية متطابقة (على سبيل المثال ، أكواب رقيقة الجدران). لا نضع الثلج ، ولكن على نفس القاعدة الجافة ، على سبيل المثال ، طاولة خشبية. وليس في الفريزر الصغير ، ولكن في منظم الحرارة الضخم بدرجة كافية - أجريت تجربة قبل عامين في البلاد ، عندما كان الطقس باردًا في الخارج ، حوالي -25 درجة مئوية. يتبلور الماء عند درجة حرارة معينة بعد إطلاق حرارة التبلور. تتلخص الفرضية في القول بأن الماء الساخن يبرد بشكل أسرع (هذا صحيح ، وفقًا للفيزياء الكلاسيكية ، فإن معدل نقل الحرارة يتناسب مع اختلاف درجة الحرارة) ، لكنه يحتفظ زيادة السرعةيبرد حتى عندما تكون درجة حرارته مساوية لدرجة حرارة الماء البارد. السؤال هو ، كيف يختلف الماء الذي تم تبريده إلى درجة حرارة +20 درجة مئوية في الخارج عن نفس الماء بالضبط الذي تم تبريده إلى درجة حرارة +20 درجة مئوية قبل ساعة ، ولكن في غرفة؟ الفيزياء الكلاسيكية (بالمناسبة ، لا تعتمد على الثرثرة في غرفة التدخين ، ولكن على مئات الآلاف والملايين من التجارب) تقول: نعم ، لا شيء ، ديناميكيات التبريد الإضافية ستكون هي نفسها (فقط الماء المغلي سيصل إلى +20 نقطة لاحقًا ). وتظهر التجربة نفس الشيء: عندما تكون هناك بالفعل قشرة صلبة من الجليد في كوب من الماء البارد في البداية ، فإن الماء الساخن لم يفكر حتى في التجميد. ملاحظة. لتعليقات يوري كوزنتسوف. يمكن اعتبار وجود تأثير معين ثابتًا عندما يتم وصف شروط حدوثه وإعادة إنتاجه بشكل ثابت. وعندما تكون لدينا تجارب غير مفهومة بشروط مجهولة ، يكون من السابق لأوانه بناء نظريات لتفسيرها وهذا لا يعطي شيئًا من وجهة نظر علمية. P. حسنًا ، من المستحيل قراءة تعليقات أليكسي ميشنيف بدون دموع من العاطفة - يعيش الشخص في نوع من العالم الخيالي لا علاقة له بالفيزياء والتجارب الحقيقية.

جريجوري ، 01/13/2014 10:58 صباحًا

إيفان ، أفهم أنك تدحض تأثير مبيمبا؟ غير موجود ، كما تظهر تجاربك؟ لماذا هي مشهورة جدًا في الفيزياء ، ولماذا يحاول الكثيرون شرحها؟

إيفان ، 02/14/2014 01:51

مساء الخير جريجوري! يوجد تأثير تجربة غير دقيقة. لكن ، كما تفهم ، هذا ليس سببًا للبحث عن أنماط جديدة في الفيزياء ، ولكنه سبب لتحسين مهارة المجرب. كما أشرت في التعليقات ، في جميع المحاولات المذكورة لشرح "تأثير مبيمبا" ، لا يستطيع الباحثون حتى التعبير بوضوح عما يقومون بقياسه بالضبط وتحت أي ظروف. وتريد أن تقول إن هؤلاء فيزيائيون تجريبيون؟ لا تجعلني أضحك. التأثير ليس معروفًا في الفيزياء ، ولكن في المناقشات العلمية الزائفة في المنتديات والمدونات المختلفة ، والتي أصبح البحر الآن فيها. كتأثير مادي حقيقي (بمعنى نتيجة لبعض القوانين الفيزيائية الجديدة ، وليس نتيجة لتفسير غير صحيح أو مجرد أسطورة) ، يدركه الأشخاص البعيدين عن الفيزياء. لذلك لا يوجد سبب للتحدث كتأثير مادي واحد عن نتائج التجارب المختلفة التي تم إعدادها في ظل ظروف مختلفة تمامًا.

بافل ، 02/18/2014 09:59

حسنًا ، يا رفاق ... مقال عن "معلومات السرعة" ... بلا إهانة ... ؛) إيفان محق في كل شيء ...

جريجوري ، 02/19/2014 الساعة 12:50 مساءً

إيفان ، أوافق على أن هناك الكثير من المواقع العلمية الزائفة تنشر مواد مثيرة لم يتم التحقق منها الآن.؟ بعد كل شيء ، لا يزال تأثير Mpemba قيد الدراسة. علاوة على ذلك ، يقوم علماء من الجامعات بإجراء أبحاث. على سبيل المثال ، في عام 2013 ، تمت دراسة هذا التأثير من قبل مجموعة من جامعة التكنولوجيا في سنغافورة. انظر إلى الرابط http://arxiv.org/abs/1310.6514. يعتقدون أنهم وجدوا تفسيرا لهذا التأثير. لن أكتب بالتفصيل عن جوهر الاكتشاف ، لكن في رأيهم ، التأثير مرتبط بالاختلاف في الطاقات المخزنة في روابط الهيدروجين.

مويسيفا ن. ، 02/19/2014 03:04

لكل من يهتم بالبحث عن تأثير Mpemba ، لقد استكملت قليلاً مادة المقالة وقدمت روابط حيث يمكنك التعرف على أحدث النتائج (انظر النص). شكرا على التعليقات.

إلدار ، 24/02/2014 04:12 | ليس من المنطقي سرد ​​كل شيء

إذا حدث تأثير Mpemba حقًا ، فيجب البحث عن التفسير ، كما أعتقد ، في التركيب الجزيئي للماء. الماء (كما علمت من الأدبيات العلمية الشعبية) لا يوجد كجزيئات H2O فردية ، ولكن كمجموعات من عدة جزيئات (حتى العشرات). مع زيادة درجة حرارة الماء ، تزداد سرعة حركة الجزيئات ، وتتفكك المجموعات ضد بعضها البعض ولا يكون لدى روابط التكافؤ للجزيئات وقت لتجميع مجموعات كبيرة. يستغرق تكوين العناقيد وقتًا أطول بقليل من إبطاء سرعة الجزيئات. وبما أن المجموعات أصغر ، فإن التكوين شعرية الكريستاليحدث بشكل أسرع. في الماء البارد ، على ما يبدو ، تمنع التجمعات الكبيرة والمستقرة إلى حد ما تشكيل شبكة ؛ يستغرق الأمر بعض الوقت لتدميرها. رأيت بنفسي تأثيرًا مثيرًا للفضول على شاشة التلفزيون ، عندما بقي الماء البارد في جرة بهدوء سائلاً لعدة ساعات في البرد. ولكن بمجرد التقاط الجرة ، أي أنه تم تحريكها قليلاً من مكانها ، تبلور الماء الموجود في الجرة على الفور ، وأصبح معتمًا ، وانفجر الجرة. حسنًا ، الكاهن الذي أظهر هذا التأثير فسره بحقيقة أن الماء قد كرس. بالمناسبة ، اتضح أن الماء يغير لزوجته بشكل كبير حسب درجة الحرارة. نحن ، كمخلوقات كبيرة ، لا نلاحظ ذلك ، ولكن على مستوى القشريات الصغيرة (مم وأقل) ، وحتى البكتيريا ، فإن لزوجة الماء عامل مهم للغاية. أعتقد أن هذه اللزوجة تُعطى أيضًا بحجم مجموعات المياه.

جراي ، 03/15/2014 05:30

كل ما نراه حوله هو خصائص السطح (الخصائص) ، لذلك فإننا نأخذ للطاقة فقط ما يمكننا قياسه أو إثبات وجوده بأي شكل من الأشكال ، وإلا فهو طريق مسدود. لا يمكن تفسير هذه الظاهرة ، تأثير مبيمبا ، إلا من خلال نظرية حجمية بسيطة توحد جميع النماذج الفيزيائية في بنية تفاعلية واحدة. في الواقع الأمر بسيط

نيكيتا ، 06/06/2014 04:27 | جمل

ولكن كيف تجعل الماء يبقى بارداً ولا يكون دافئاً عندما تدخل السيارة!

أليكسي ، 03.10.2014 01:09

وها هو "اكتشاف" آخر أثناء التنقل. يتجمد الماء في زجاجة بلاستيكية بشكل أسرع مع سدادة مفتوحة. من أجل المتعة ، جربت عدة مرات في الصقيع الشديد. التأثير واضح. مرحبا المنظرون!

يوجين ، 12/27/2014 08:40

مبدأ المبرد التبخيري. نأخذ زجاجتين محكم الإغلاق بالماء البارد والساخن. نضعها في البرد. يتجمد الماء البارد بشكل أسرع. الآن نأخذ نفس الزجاجات بالماء البارد والساخن ، نفتحها ونضعها في البرد. سيتجمد الماء الساخن أسرع من الماء البارد. إذا أخذنا حوضين من الماء البارد والساخن ، فإن الماء الساخن سوف يتجمد بشكل أسرع. هذا يرجع إلى حقيقة أننا نزيد الاتصال مع الغلاف الجوي. كلما زاد التبخر ، زادت سرعة انخفاض درجة الحرارة. هنا من الضروري ذكر عامل الرطوبة. كلما انخفضت الرطوبة ، كلما كان التبخر أقوى وزاد التبريد.

رمادي تومسك ، 03/01/2015 10:55

GRAY ، 15.03.2014 05:30 - تابع ما تعرفه عن درجة الحرارة ليس كل شيء. هناك شيء آخر. إذا قمت بتكوين نموذج فيزيائي لدرجة الحرارة بشكل صحيح ، فسيصبح مفتاحًا لوصف عمليات الطاقة من الانتشار والذوبان والتبلور إلى مثل هذه المقاييس مثل زيادة درجة الحرارة مع زيادة الضغط ، وزيادة الضغط مع زيادة درجة الحرارة. حتى النموذج الفيزيائي لطاقة الشمس سوف يتضح مما سبق. انا في الشتاء. . في أوائل ربيع عام 20013 ، بعد النظر في نماذج درجة الحرارة ، قمت بتجميع نموذج درجة الحرارة العامة. بعد شهرين ، تذكرت مفارقة درجة الحرارة ، ثم أدركت ... أن نموذج درجة الحرارة الخاص بي يصف أيضًا مفارقة مبيمبا. كان هذا في مايو - يونيو 2013. تأخرت بسنة ، لكن هذا للأفضل. نموذجي المادي عبارة عن إطار متجمد ويمكن تمريره للأمام وللخلف ولديه المهارات الحركية للنشاط ، وهو نفس النشاط الذي يتحرك فيه كل شيء. لدي 8 فصول دراسية وسنتين في الكلية مع تكرار الموضوع. لقد مرت 20 سنة. لذلك لا يمكنني أن أعزو أي نوع من النماذج الفيزيائية للعلماء المشهورين ، وكذلك الصيغ. اسف جدا.

أندري ، 08.11.2015 08:52

بشكل عام ، لدي فكرة عن سبب تجميد الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد. وفي توضيحاتي ، كل شيء بسيط للغاية إذا كنت مهتمًا ، فاكتب لي بريدًا إلكترونيًا: [بريد إلكتروني محمي]

أندري ، 08.11.2015 08:58

أنا آسف لأنني أعطيت الخطأ صندوق بريدهذا هو البريد الإلكتروني الصحيح: [بريد إلكتروني محمي]

فيكتور ، 23/12/2015 10:37 صباحًا

يبدو لي أن كل شيء أبسط ، فالثلج يتساقط معنا ، إنه غاز مبخر ، مبرد ، لذلك ربما في الصقيع يبرد بشكل أسرع ساخنًا لأنه يتبخر ويتبلور على الفور بعيدًا عن الارتفاع ، والماء في الحالة الغازية يبرد أسرع منه في السائل )

بيكجان، 01/28/2016 09:18

حتى لو كشف شخص ما عن قوانين العالم هذه المرتبطة بهذا التأثير ، فلن يكتب هنا. من وجهة نظري ، لن يكون من المنطقي الكشف عن أسراره لمستخدمي الإنترنت عندما يتمكن من نشرها في المجلات العلمية الشهيرة و اثبت ذلك بنفسه امام الناس. فما سيكتب عن هذا التأثير هنا كل هذه الغالبية ليست منطقية.)))

الإسكندرية ، 02/22/2016 12:48 مساءً

مرحبًا المجربون ، أنت محق في قولك إن العلم يبدأ من حيث ... ليس القياسات ، ولكن الحسابات. "التجربة" - حجة أبدية لا غنى عنها لمن حرموا من الخيال والتفكير الخطي أساءت الجميع ، الآن في حالة E \ u003d mc2 - هل يتذكر الجميع؟ تحدد سرعة الجزيئات المتطايرة من الماء البارد إلى الغلاف الجوي كمية الطاقة التي تحملها بعيدًا عن الماء (التبريد - فقدان الطاقة) سرعة الجزيئات من الماء الساخن أعلى بكثير والطاقة المنقولة بعيدًا مربعة (معدل تبريد الكتلة المتبقية من الماء) هذا كل شيء ، إذا تركت من "التجربة" وتذكرت أساسيات العلم

فلاديمير ، 25/04/2016 10:53 ص | ميتيو

في تلك الأيام التي كان فيها التجمد نادرًا ، تم تجفيف المياه من نظام تبريد السيارات في مرآب غير مدفأ لأسطول السيارات بعد يوم عمل حتى لا يتم إذابة كتلة الأسطوانة أو المبرد - أحيانًا معًا. تم سكب الماء الساخن في الصباح. في حالة الصقيع الشديد ، بدأت المحركات بدون مشاكل. بطريقة ما ، بسبب نقص الماء الساخن ، تم سكب الماء من الصنبور. تجمد الماء على الفور. كانت التجربة باهظة الثمن - تمامًا مثل تكلفة شراء واستبدال كتلة الأسطوانة والرادياتير لسيارة ZIL-131. من لا يؤمن فليراجع. و Mpemba جربوا الآيس كريم. في الآيس كريم ، يحدث التبلور بشكل مختلف عن الماء. جرب قضم قطعة من الآيس كريم وقطعة من الثلج بأسنانك. على الأرجح لم يتجمد ، بل أصبح سميكًا نتيجة التبريد. والمياه العذبة ، سواء كانت ساخنة أو باردة ، تتجمد عند 0 * درجة مئوية. الماء البارد سريع ، لكن الماء الساخن يحتاج إلى وقت ليبرد.

واندرر، 06.05.2016 12:54 | إلى أليكس

"c" - سرعة الضوء في الفراغ E = mc ^ 2 - صيغة تعبر عن تكافؤ الكتلة والطاقة

ألبرت ، 07/27/2016 08:22

أولا ، القياس مع أجسام صلبة(لا توجد عملية تبخر). أنابيب مياه نحاسية ملحومة حديثًا. تحدث العملية عن طريق تسخين موقد الغاز لدرجة حرارة انصهار اللحام. وقت تسخين وصلة واحدة مع أداة التوصيل حوالي دقيقة واحدة. لقد قمت بلحام مفصل واحد مع أداة التوصيل وبعد بضع دقائق أدركت أنني قمت بلحامها بشكل خاطئ. استغرق الأمر بعض الشيء لتمرير الأنبوب في أداة التوصيل. بدأت في تسخين المفصل مرة أخرى بموقد ، ومن المدهش أن الأمر استغرق 3-4 دقائق لتسخين المفصل حتى نقطة الانصهار. كيف ذلك!؟ بعد كل شيء ، لا يزال الأنبوب ساخنًا ويبدو أن هناك حاجة إلى طاقة أقل بكثير لتسخينه إلى نقطة الانصهار ، ولكن تبين أن كل شيء عكس ذلك. الأمر كله يتعلق بالتوصيل الحراري ، وهو أعلى بكثير بالنسبة للأنبوب المسخن بالفعل ، وتمكنت الحدود بين الأنابيب الساخنة والباردة من التحرك بعيدًا عن التقاطع في دقيقتين. الآن عن الماء. سنعمل بمفاهيم الوعاء الساخن وشبه الساخن. في وعاء ساخن ، تتشكل حدود درجة حرارة ضيقة بين الجسيمات الساخنة عالية الحركة والجزيئات الباردة بطيئة الحركة ، والتي تتحرك بسرعة نسبيًا من المحيط إلى المركز ، لأنه عند هذه الحدود ، تتخلى الجسيمات السريعة عن طاقتها بسرعة (باردة ) بالجسيمات الموجودة على الجانب الآخر من الحدود. نظرًا لأن حجم جزيئات البرودة الخارجية أكبر ، فإن الجسيمات السريعة ، التي تتخلى عن طاقتها الحرارية ، لا يمكنها تسخين جزيئات البرودة الخارجية بشكل كبير. لذلك ، تحدث عملية تبريد الماء الساخن بسرعة نسبية. من ناحية أخرى ، تتمتع المياه شبه المسخنة بموصلية حرارية أقل بكثير ، كما أن عرض الحدود بين الجسيمات شبه الساخنة والجسيمات الباردة أوسع بكثير. يحدث الإزاحة إلى مركز مثل هذه الحدود العريضة بشكل أبطأ بكثير مما يحدث في حالة الوعاء الساخن. نتيجة لذلك ، يبرد وعاء ساخن أسرع من الوعاء الدافئ. أعتقد أنه من الضروري اتباع ديناميكيات عملية تبريد الماء بدرجات حرارة مختلفة عن طريق وضع عدة مستشعرات لدرجة الحرارة من منتصف إلى حافة الوعاء.

ماكس، 11/19/2016 05:07

تم التحقق منه: في يامال ، في الصقيع ، أنبوب به ماء ساخن يتجمد ويجب تسخينه ، ولكن ليس باردًا!

أرتيم ، 09.12.2016 01:25

هذا صعب لكني اعتقد ان الماء البارد اكثر كثافة من الماء الساخن افضل من الماء المغلي ومن ثم هناك تسارع في التبريد اي يصل الماء الساخن إلى درجة الحرارة الباردة ويتفوق عليها ، وإذا أخذت في الاعتبار حقيقة أن الماء الساخن يتجمد من الأسفل وليس من الأعلى كما هو مذكور أعلاه فهذا يسرع العملية كثيرًا!

الكسندر سيرجيف, 21.08.2017 10:52

لا يوجد مثل هذا التأثير. واحسرتاه. في عام 2016 ، نُشر مقال مفصل عن الموضوع في Nature: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect من الواضح أنه إذا تم إجراء التجارب بعناية (إذا تم إجراء عينات من الماء الدافئ والبارد الشيء نفسه في كل شيء باستثناء درجة الحرارة) ، لم يتم ملاحظة التأثير.

معمل الرأس ، 08/22/2017 05:31

فيكتور ، 10/27/2017 03:52 ص

"هو حقا." - إذا لم تفهم المدرسة ما هي السعة الحرارية وقانون الحفاظ على الطاقة. من السهل التحقق - لذلك أنت بحاجة إلى: رغبة ، رأس ، يد ، ماء ، ثلاجة وساعة منبه. كما أن ساحات التزلج ، كما يكتب الخبراء ، مجمدة (مملوءة) بالماء البارد ، وبالمياه الدافئة تسوي الجليد المقطوع. وفي الشتاء ، تحتاج إلى صب السائل المضاد للتجمد في خزان الغسالة ، وليس الماء. سيتجمد الماء على أي حال ، والماء البارد سيتجمد بشكل أسرع.

ايرينا ، 01/23/2018 10:58

ظل العلماء في جميع أنحاء العالم يكافحون مع هذه المفارقة منذ زمن أرسطو ، وتبين أن فيكتور وزافلاب وسيرجيف هم الأذكى.

دينيس ، 02/01/2018 08:51

كل شيء صحيح في المقال. لكن السبب مختلف بعض الشيء. في عملية الغليان ، يتم تبخير الهواء المذاب فيه من الماء ، لذلك عندما يبرد الماء المغلي ، ستكون كثافته أقل من كثافة الماء الخام بنفس درجة الحرارة. لا توجد أسباب أخرى للتوصيل الحراري المختلف باستثناء الكثافة المختلفة.

هيدلاب ، 03/01/2018 08:58 | معمل الرأس

إيرينا :) ، "علماء العالم بأسره" لا يحاربون هذه "المفارقة" ، بالنسبة للعلماء الحقيقيين ، هذه "المفارقة" ببساطة غير موجودة - يمكن التحقق من ذلك بسهولة في ظروف قابلة للتكاثر بشكل جيد. ظهرت "المفارقة" بسبب التجارب غير القابلة للإنتاج التي قام بها الصبي الأفريقي مبيمبا وتم تضخيمها من قبل "العلماء" المماثلين :)

يبدو من الواضح أن الماء البارد يتجمد أسرع من الماء الساخن ، لأنه في ظل ظروف متساوية ، يستغرق الماء الساخن وقتًا أطول ليبرد ثم يتجمد لاحقًا. ومع ذلك ، فقد أظهرت آلاف السنين من الملاحظات ، وكذلك التجارب الحديثة ، أن العكس هو الصحيح أيضًا: في ظل ظروف معينة ، يتجمد الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد. توضح قناة العلوم Sciencium هذه الظاهرة:

كما هو موضح في الفيديو أعلاه ، فإن ظاهرة تجمد الماء الساخن أسرع من الماء البارد تُعرف باسم تأثير مبيمبا ، الذي سمي على اسم إيراستو مبيمبا ، وهو طالب من تنزانيا صنع الآيس كريم كجزء من مشروع مدرسي في عام 1963. كان على الطلاب إحضار خليط الكريمة والسكر ليغلي ، وتركه يبرد ، ثم وضعه في المجمد.

بدلًا من ذلك ، وضع إيراستو الخليط مرة واحدة ، ساخنًا ، دون انتظار حتى يبرد. نتيجة لذلك ، بعد 1.5 ساعة ، تم تجميد خليطه بالفعل ، لكن خليط الطلاب الآخرين لم يتم تجميده. مفتونًا بهذه الظاهرة ، بدأ مبيمبا في دراسة المشكلة مع أستاذ الفيزياء دينيس أوزبورن ، وفي عام 1969 نشروا ورقة تقول إن الماء الدافئ يتجمد أسرع من الماء البارد. كانت هذه أول دراسة تمت مراجعتها من قبل الأقران من هذا النوع ، لكن الظاهرة نفسها مذكورة في أوراق أرسطو التي يعود تاريخها إلى القرن الرابع قبل الميلاد. ه. لاحظ فرانسيس بيكون وديكارت أيضًا هذه الظاهرة في دراستهما.

يسرد الفيديو عدة خيارات لشرح ما يحدث:

1. يعتبر الصقيع عازلًا للكهرباء ، وبالتالي فإن الماء البارد يخزن الحرارة بشكل أفضل من الزجاج الدافئ الذي يذوب الجليد عند ملامسته له.
2. يحتوي الماء البارد على غازات مذابة أكثر من الماء الدافئ ، ويتكهن الباحثون بأن هذا قد يلعب دورًا في معدل التبريد ، على الرغم من أنه لم يتضح بعد كيف.
3. يفقد الماء الساخن المزيد من جزيئات الماء من خلال التبخر ، مما يترك القليل من التجمد
4. يمكن أن يبرد الماء الدافئ بشكل أسرع بسبب زيادة التيارات الحرارية. تحدث هذه التيارات لأن الماء في الزجاج يبرد أولاً على السطح والجوانب ، مما يتسبب في غرق الماء البارد وارتفاع الماء الساخن. في الزجاج الدافئ ، تكون التيارات الحرارية أكثر نشاطًا ، مما قد يؤثر على معدل التبريد.

ومع ذلك ، في عام 2016 ، تم إجراء دراسة مضبوطة بعناية ، والتي أظهرت عكس ذلك: الماء الساخن يتجمد بشكل أبطأ بكثير من الماء البارد. في الوقت نفسه ، لاحظ العلماء أن التغيير في موقع المزدوج الحراري - الجهاز الذي يحدد الاختلافات في درجات الحرارة - بمقدار سنتيمتر واحد فقط يؤدي إلى ظهور تأثير مبيمبا. أظهرت دراسة لأعمال أخرى مماثلة أنه في جميع الحالات التي لوحظ فيها هذا التأثير ، كان هناك إزاحة للمزدوجة الحرارية في حدود سنتيمتر واحد.

في الصيغة القديمة الجيدة H 2 O ، يبدو أنه لا توجد أسرار. لكن في الواقع ، الماء - مصدر الحياة وأشهر سائل في العالم - محفوف بالعديد من الألغاز التي لا يستطيع حتى العلماء حلها في بعض الأحيان.

فيما يلي أهم 5 حقائق مثيرة للاهتمام حول الماء:

1. الماء الساخن يتجمد أسرع من الماء البارد

خذ إناءين من الماء: صب الماء الساخن في إحداهما والماء البارد في الأخرى ، وضعيهما في الفريزر. سوف يتجمد الماء الساخن أسرع من الماء البارد ، على الرغم من أنه منطقياً ، يجب أن يتحول الماء البارد إلى جليد أولاً: بعد كل شيء ، يجب أن يبرد الماء الساخن أولاً إلى درجة حرارة باردة ، ثم يتحول إلى ثلج ، بينما الماء البارد لا يحتاج إلى التبريد. لماذا يحدث هذا؟

في عام 1963 ، إيراستو ب.مبيمبا ، طالب في المدرسة الثانوية المدرسة الثانويةفي تنزانيا ، عند تجميد مزيج الآيس كريم المحضر ، لاحظت أن المزيج الساخن يتماسك بشكل أسرع في المجمد من المزيج البارد. عندما شارك الشاب اكتشافه مع مدرس الفيزياء ، سخر منه فقط. لحسن الحظ ، كان الطالب مثابرًا وأقنع المعلم بإجراء تجربة ، والتي أكدت اكتشافه: في ظل ظروف معينة ، يتجمد الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد.

تسمى ظاهرة تجمد الماء الساخن أسرع من الماء البارد بتأثير مبيمبا. صحيح ، قبل ذلك بوقت طويل خاصية فريدةلاحظ أرسطو وفرانسيس بيكون ورينيه ديكارت الماء.

لا يفهم العلماء تمامًا طبيعة هذه الظاهرة ، ويشرحونها إما باختلاف انخفاض حرارة الجسم ، أو التبخر ، أو تكوين الجليد ، أو الحمل الحراري ، أو تأثير الغازات المسيلة على الماء الساخن والبارد.

لاحظ من Х.RU إلى موضوع "الماء الساخن يتجمد أسرع من الماء البارد".

نظرًا لأن قضايا التبريد أقرب إلينا ، الثلاجات ، فسنسمح لأنفسنا بالتعمق في جوهر هذه المشكلة وإبداء رأيين حول طبيعة هذه ظاهرة غامضة.

1. قدم عالم من جامعة واشنطن تفسيرًا لظاهرة غامضة معروفة منذ زمن أرسطو: لماذا يتجمد الماء الساخن أسرع من الماء البارد.

هذه الظاهرة ، التي تسمى تأثير مبيمبا ، تستخدم على نطاق واسع في الممارسة العملية. على سبيل المثال ، ينصح الخبراء سائقي السيارات بصب الماء البارد بدلاً من الماء الساخن في خزان الغسالة في الشتاء. لكن ما الذي يكمن وراء هذه الظاهرة؟ وقت طويلظل مجهولا.

قام الدكتور جوناثان كاتز من جامعة واشنطن بالتحقيق في هذه الظاهرة وخلص إلى أن المواد الذائبة في الماء تلعب دورًا مهمًا فيها ، والتي تترسب عند تسخينها ، وفقًا لـ EurekAlert.

بالمواد المذابة ، يقصد الدكتور كاتز بيكربونات الكالسيوم والمغنيسيوم الموجودة في الماء العسر. عندما يتم تسخين الماء ، تترسب هذه المواد ، وتشكل قشورًا على جدران الغلاية. تحتوي المياه التي لم يتم تسخينها على هذه الشوائب. عندما تتجمد وتتكون بلورات الثلج ، يزيد تركيز الشوائب في الماء 50 مرة. هذا يقلل من درجة تجمد الماء. يشرح الدكتور كاتز: "والآن يجب أن يبرد الماء حتى يتجمد".

هناك سبب ثان يمنع تجميد الماء غير الساخن. يقلل خفض نقطة تجمد الماء من فرق درجة الحرارة بين المرحلتين الصلبة والسائلة. يقول الدكتور كاتز: "نظرًا لأن المعدل الذي يفقد به الماء الحرارة يعتمد على هذا الاختلاف في درجة الحرارة ، فإن الماء الذي لم يتم تسخينه يكون أقل عرضة للتبريد".

وفقا للعالم ، يمكن اختبار نظريته تجريبيا ، لأن. يصبح تأثير مبيمبا أكثر وضوحًا للمياه الصلبة.

2. ينتج الأكسجين بالإضافة إلى الهيدروجين بالإضافة إلى البرودة الجليد. للوهلة الأولى ، تبدو هذه المادة الشفافة بسيطة للغاية. في الواقع ، الجليد محفوف بالعديد من الألغاز. الجليد الذي صنعه الأفريقي إيراستو مبيمبا لم يفكر في المجد. كانت الأيام حارة. أراد ثلج الفاكهة. أخذ علبة عصير ووضعها في الفريزر. لقد فعل ذلك أكثر من مرة ولذلك لاحظ أن العصير يتجمد بسرعة خاصة ، إذا حملته في الشمس قبل ذلك - فقط قم بتسخينه! يعتقد التلميذ التنزاني الذي يتصرف بعكس الحكمة الدنيوية أن هذا أمر غريب. هل من الممكن أنه لكي يتحول السائل إلى جليد بشكل أسرع ، يجب أولاً تسخينه؟ كان الشاب مندهشًا جدًا لدرجة أنه شارك التخمين مع المعلم. أبلغ عن هذا الفضول في الصحافة.

حدثت هذه القصة في الستينيات. الآن أصبح "تأثير مبيمبا" معروفًا جيدًا للعلماء. لكن هذه الظاهرة التي بدت بسيطة ظلت لغزا لفترة طويلة. لماذا الماء الساخن يتجمد أسرع من الماء البارد؟

لم يجد الفيزيائي ديفيد أورباخ حلاً حتى عام 1996. للإجابة على هذا السؤال ، أجرى تجربة لمدة عام كامل: قام بتسخين الماء في كوب وبرده مرة أخرى. إذن ماذا اكتشف؟ عند تسخينها ، تذوب فقاعات الهواء في الماء تتبخر. يتجمد الماء الخالي من الغازات بسهولة أكبر على جدران الوعاء. يقول أورباخ: "بالطبع ، الماء الذي يحتوي على نسبة عالية من الهواء سوف يتجمد أيضًا ، ولكن ليس عند درجة الصفر المئوي ، ولكن فقط عند سالب أربع إلى ست درجات". بالطبع ، سوف تضطر إلى الانتظار لفترة أطول. لذلك ، الماء الساخن يتجمد قبل الماء البارد ، هذه حقيقة علمية.

لا تكاد توجد مادة تظهر أمام أعيننا بنفس سهولة ظهور الثلج. يتكون فقط من جزيئات الماء - أي جزيئات أولية تحتوي على ذرتين هيدروجين وأكسجين. ومع ذلك ، ربما يكون الجليد هو المادة الأكثر غموضًا في الكون. لم يتمكن العلماء من شرح بعض خصائصه حتى الآن.

2. التبريد الفائق والتجميد "السريع"

يعلم الجميع أن الماء يتحول دائمًا إلى جليد عندما يبرد إلى 0 درجة مئوية ... إلا في بعض الحالات! مثل هذه الحالة ، على سبيل المثال ، هو "التبريد الفائق" ، وهي خاصية جدا ماء نقيتظل سائلة حتى عند التبريد بدرجة حرارة دون درجة التجمد. هذه الظاهرة أصبحت ممكنة من خلال حقيقة أن بيئةلا يحتوي على مراكز أو نوى من التبلور ، مما قد يؤدي إلى تكوين بلورات الجليد. وهكذا يبقى الماء في الداخل شكل سائلحتى عند التبريد إلى درجات حرارة أقل من صفر درجة مئوية. يمكن بدء عملية التبلور ، على سبيل المثال ، عن طريق فقاعات الغاز ، والشوائب (التلوث) ، وسطح الحاوية غير المستوي. بدونها ، سيبقى الماء في حالة سائلة. عندما تبدأ عملية التبلور ، يمكنك مشاهدة كيف يتحول الماء شديد التبريد على الفور إلى ثلج.

شاهد مقطع الفيديو (2901 كيلوبايت ، 60 ج) بواسطة Phil Medina (www.mrsciguy.com) وانظر بنفسك >>

تعليق.يظل الماء شديد السخونة سائلاً أيضًا حتى عند تسخينه فوق نقطة الغليان.

3. ماء "زجاج"

بسرعة ودون تردد ، حدد عدد الدول المختلفة للمياه؟

إذا أجبت ثلاثة (صلب ، سائل ، غاز) ، فأنت مخطئ. يميز العلماء ما لا يقل عن 5 حالات مختلفة من الماء في شكل سائل و 14 حالة من الجليد.

هل تتذكر المحادثة حول المياه فائقة التبريد؟ لذلك ، بغض النظر عن ما تفعله ، عند درجة حرارة -38 درجة مئوية ، حتى أنقى المياه فائقة البرودة تتحول فجأة إلى ثلج. ماذا يحدث مع مزيد من الانخفاض

درجة الحرارة؟ عند درجة حرارة -120 درجة مئوية ، يحدث شيء غريب للماء: يصبح شديد اللزوجة أو لزجًا ، مثل دبس السكر ، وعند درجات حرارة أقل من -135 درجة مئوية ، يتحول إلى ماء "زجاجي" أو "زجاجي" - صلبالذي يفتقر إلى التركيب البلوري.

4. الخصائص الكمية للمياه

على المستوى الجزيئي ، الماء أكثر روعة. في عام 1995 ، أعطت تجربة تشتت النيوترونات التي أجراها العلماء نتيجة غير متوقعة: وجد الفيزيائيون أن النيوترونات الموجهة إلى جزيئات الماء "ترى" 25٪ من بروتونات الهيدروجين أقل مما كان متوقعًا.

اتضح أنه عند سرعة أتوثانية واحدة (10-18 ثانية) يحدث تأثير كمي غير عادي ، و صيغة كيميائيةالماء بدلاً من المعتاد - H 2 O ، يصبح H 1.5 O!

5. هل للماء ذاكرة؟

المعالجة المثلية ، البديل الطب الرسمي، تنص على حل مخفف المنتجات الطبيةيمكن أن تقدم تأثير الشفاءعلى الكائن الحي ، حتى لو كان عامل التخفيف كبيرًا جدًا بحيث لا يتبقى شيء في المحلول سوى جزيئات الماء. يشرح أنصار المعالجة المثلية هذا التناقض بمفهوم يسمى "ذاكرة الماء" ، حيث يكون للماء على المستوى الجزيئي "ذاكرة" للمادة بمجرد أن يذوب فيها ويحتفظ بخصائص محلول التركيز الأصلي بعد عدم يبقى جزيء واحد من المكون فيه.

أجرى فريق دولي من العلماء بقيادة البروفيسور مادلين إينيس من جامعة كوينز في بلفاست ، الذي انتقد مبادئ المعالجة المثلية ، تجربة في عام 2002 لدحض هذا المفهوم بشكل نهائي. وكانت النتيجة عكس ذلك. وبعد ذلك ، قال العلماء إنهم تمكّنوا من إثبات حقيقة تأثير "ذاكرة الماء" ، لكن التجارب التي أُجريت تحت إشراف خبراء مستقلين لم تؤد إلى نتائج ، ولا تزال الخلافات حول وجود ظاهرة "ذاكرة الماء" مستمرة.

يحتوي الماء على العديد من الخصائص غير العادية الأخرى التي لم نقم بتغطيتها في هذه المقالة.

أدب.

1. 5 أشياء غريبة حقًا عن المياه / http://www.neatorama.com.
2. سر الماء: تم إنشاء نظرية تأثير أرسطو-مبيمبا / http://www.o8ode.ru.
3 - نيبومنياختشي ن. أسرار الطبيعة غير الحية. المادة الأكثر غموضًا في الكون / http://www.bibliotekar.ru.