ბრიტანეთის სამეფო ქიმიის საზოგადოება სთავაზობს £1000 ჯილდოს ყველას, ვისაც შეუძლია მეცნიერულად ახსნას, თუ რატომ იყინება ზოგიერთ შემთხვევაში ცხელი წყალი უფრო სწრაფად, ვიდრე ცივი წყალი.

„თანამედროვე მეცნიერება ჯერ კიდევ ვერ პასუხობს ამ ერთი შეხედვით მარტივ კითხვას. ნაყინის მწარმოებლები და ბარმენები იყენებენ ამ ეფექტს ყოველდღიურ საქმიანობაში, მაგრამ არავინ იცის, რატომ მუშაობს ეს. ეს პრობლემა ცნობილია ათასწლეულების განმავლობაში, ფილოსოფოსები, როგორიცაა არისტოტელე და დეკარტი, ამაზე ფიქრობდნენ“, - თქვა ბრიტანეთის სამეფო ქიმიის საზოგადოების პრეზიდენტმა, პროფესორმა დევიდ ფილიპსმა, ციტირებულ იქნა საზოგადოების პრესრელიზში.

როგორ სცემა აფრიკელმა შეფმა ბრიტანელი ფიზიკის პროფესორი

ეს არ არის პირველი აპრილის ხუმრობა, არამედ მკაცრი ფიზიკური რეალობა. დღევანდელი მეცნიერება, რომელიც ადვილად მოქმედებს გალაქტიკებსა და შავ ხვრელებზე, აშენებს გიგანტურ ამაჩქარებლებს კვარკებისა და ბოზონების მოსაძებნად, ვერ ხსნის, თუ როგორ "მუშაობს" ელემენტარული წყალი. სასკოლო სახელმძღვანელოში ცალსახად წერია, რომ ცხელი სხეულის გაციებას უფრო მეტი დრო სჭირდება, ვიდრე ცივი სხეულის გაციებას. მაგრამ წყლისთვის ეს კანონი ყოველთვის არ არის დაცული. არისტოტელემ ამ პარადოქსზე ყურადღება გაამახვილა ძვ.წ.აღ.-მდე IV საუკუნეში. ე. აი, რას წერდა ძველი ბერძენი წიგნში „Meteorologica I“: „წყლის წინასწარ გაცხელება ხელს უწყობს მის გაყინვას. ამიტომ, ბევრ ადამიანს, როდესაც სურს სწრაფად გაცივდეს ცხელი წყალი, ჯერ მზეზე აყენებს მას ... ”შუა საუკუნეებში ფრენსის ბეკონი და რენე დეკარტი ცდილობდნენ ამ ფენომენის ახსნას. სამწუხაროდ, ვერც დიდმა ფილოსოფოსებმა და ვერც მრავალრიცხოვანმა მეცნიერებმა, რომლებმაც განავითარეს კლასიკური თერმული ფიზიკა, მიაღწიეს წარმატებას და, შესაბამისად, ასეთი არასასიამოვნო ფაქტი დიდი ხნის განმავლობაში "დაავიწყდა".

და მხოლოდ 1968 წელს მათ "გაიხსენეს" სკოლის მოსწავლე ერასტო მპემბას წყალობით ტანზანიიდან, ყოველგვარი მეცნიერებისგან შორს. კულინარიულ სკოლაში სწავლისას, 1963 წელს, 13 წლის მპემბეს ნაყინის დამზადება დაევალა. ტექნოლოგიის მიხედვით, საჭირო იყო რძის ადუღება, მასში შაქრის გახსნა, ოთახის ტემპერატურამდე გაცივება და შემდეგ მაცივარში გაყინვა. როგორც ჩანს, მპემბა არ იყო გულმოდგინე სტუდენტი და ყოყმანობდა. იმის შიშით, რომ გაკვეთილის ბოლოს დროულად არ მივიდოდა, ჯერ კიდევ ცხელი რძე შედგა მაცივარში. მისდა გასაკვირად, ყველა წესით მომზადებული ამხანაგების რძეზე ადრეც კი გაიყინა.

როდესაც მპემბამ თავისი აღმოჩენა ფიზიკის მასწავლებელს გაუზიარა, მან მთელი კლასის წინაშე დასცინა. მპემბას შეურაცხყოფა გაახსენდა. ხუთი წლის შემდეგ, უკვე დარ-ეს სალამის უნივერსიტეტის სტუდენტი იყო ცნობილი ფიზიკოსის, დენის გ. ოსბორნის ლექციაზე. ლექციის შემდეგ მან მეცნიერს დაუსვა კითხვა: „თუ აიღებთ ორ იდენტურ კონტეინერს წყლის ერთნაირი რაოდენობით, ერთი 35 °C (95 °F) და მეორე 100 °C (212 °F) და დადგით. ისინი საყინულეში, შემდეგ ცხელ კონტეინერში წყალი უფრო სწრაფად გაიყინება. რატომ?" თქვენ წარმოიდგინეთ ბრიტანელი პროფესორის რეაქცია მიტოვებული ტანზანიიდან ახალგაზრდა კაცის კითხვაზე. მან დასცინა სტუდენტი. თუმცა მპემბა მზად იყო ასეთი პასუხისთვის და მეცნიერს ფსონზე დაუპირისპირდა. მათი კამათი დასრულდა ექსპერიმენტულ ტესტში, რომელმაც დაადასტურა, რომ მპემბა მართალია და ოსბორნი დამარცხდა. ასე რომ, სტუდენტმა მზარეულმა თავისი სახელი შეიტანა მეცნიერების ისტორიაში და ამიერიდან ამ მოვლენას „მპემბას ეფექტი“ ეწოდება. მისი გადაგდება, ვითომ „არარსებული“ გამოცხადება არ გამოდგება. ფენომენი არსებობს და, როგორც პოეტი წერდა, "არა კბილში ფეხით".

არის თუ არა დამნაშავე მტვრის ნაწილაკები და დაშლილი ნივთიერებები?

წლების განმავლობაში ბევრი ცდილობდა გაყინული წყლის საიდუმლოს ამოხსნას. შემოთავაზებულია ამ ფენომენის ახსნა-განმარტებათა მთელი წყება: აორთქლება, კონვექცია, ხსნადი ნივთიერებების გავლენა - მაგრამ არცერთი ეს ფაქტორი არ შეიძლება ჩაითვალოს საბოლოო. არაერთმა მეცნიერმა მთელი ცხოვრება მიუძღვნა მპემბას ეფექტს. ჯეიმს ბრაუნრიჯი, ნიუ-იორკის სახელმწიფო უნივერსიტეტის რადიაციული უსაფრთხოების დეპარტამენტის წევრი, ათწლეულზე მეტია სწავლობს პარადოქსს თავისუფალ დროს. ასობით ექსპერიმენტის ჩატარების შემდეგ მეცნიერი ამტკიცებს, რომ მას აქვს ჰიპოთერმიის „დანაშაულის“ მტკიცებულება. ბრაუნრიჯი განმარტავს, რომ 0°C-ზე წყალი მხოლოდ სუპერგრილდება და იწყებს გაყინვას, როდესაც ტემპერატურა დაბლა დაეცემა. გაყინვის წერტილი რეგულირდება წყალში არსებული მინარევებით - ისინი ცვლის ყინულის კრისტალების წარმოქმნის სიჩქარეს. მინარევებს, და ეს არის მტვრის ნაწილაკები, ბაქტერიები და გახსნილი მარილები, აქვთ დამახასიათებელი ნუკლეაციის ტემპერატურა, როდესაც ყინულის კრისტალები იქმნება კრისტალიზაციის ცენტრების გარშემო. როდესაც წყალში ერთდროულად რამდენიმე ელემენტია, გაყინვის წერტილი განისაზღვრება ბირთვის ყველაზე მაღალი ტემპერატურის მქონე ელემენტით.

ექსპერიმენტისთვის ბრაუნრიჯმა აიღო წყლის ორი ნიმუში იმავე ტემპერატურაზე და მოათავსა საყინულეში. მან აღმოაჩინა, რომ ერთ-ერთი ნიმუში ყოველთვის იყინება მეორის წინ - სავარაუდოდ, მინარევების განსხვავებული კომბინაციის გამო.

ბრაუნრიჯი ამტკიცებს, რომ ცხელი წყალი უფრო სწრაფად გაცივდება წყალსა და საყინულეს შორის ტემპერატურული სხვაობის გამო - ეს ეხმარება მას მიაღწიოს გაყინვის წერტილს მანამ, სანამ ცივი წყალი მიაღწევს ბუნებრივ გაყინვის წერტილს, რაც მინიმუმ 5°C-ით დაბალია.

თუმცა, ბრაუნრიჯის მსჯელობა ბევრ კითხვას ბადებს. მაშასადამე, მათ, ვისაც შეუძლია ახსნას მპემბას ეფექტი საკუთარი გზით, აქვს შანსი, იასპარეზოს ათასი ფუნტი სტერლინგისთვის ბრიტანეთის სამეფო ქიმიის საზოგადოებისგან.

ეს მართალია, თუმცა წარმოუდგენლად ჟღერს, რადგან გაყინვის პროცესში წინასწარ გახურებულმა წყალმა უნდა გაიაროს ცივი წყლის ტემპერატურა. იმავდროულად, ეს ეფექტი ფართოდ გამოიყენება, მაგალითად, ყინულის მოედანი და სლაიდები ზამთარში ცივი წყლის ნაცვლად ცხელი წყლით ივსება. ექსპერტები მძღოლებს ურჩევენ, ზამთარში სარეცხის რეზერვუარში ცივი და არა ცხელი წყალი დაასხონ. პარადოქსი მთელ მსოფლიოში ცნობილია როგორც "მპემბას ეფექტი".

ეს ფენომენი ერთ დროს არისტოტელემ, ფრენსის ბეკონმა და რენე დეკარტმა მოიხსენიეს, მაგრამ მხოლოდ 1963 წელს ფიზიკის პროფესორებმა მიაქციეს ყურადღება და ცდილობდნენ გამოეკვლიათ. ეს ყველაფერი მაშინ დაიწყო, როდესაც ტანზანიელმა სკოლის მოსწავლემ, ერასტო მპემბამ შენიშნა, რომ ნაყინის დასამზადებლად ტკბილი რძე უფრო სწრაფად მყარდება, თუ ის წინასწარ გახურდება და ვარაუდობს, რომ ცხელი წყალი უფრო სწრაფად იყინება, ვიდრე ცივი წყალი. მან მიმართა ფიზიკის მასწავლებელს დაზუსტებისთვის, მაგრამ მან მხოლოდ გაეცინა სტუდენტს და უთხრა შემდეგი: "ეს არ არის მსოფლიო ფიზიკა, არამედ მპემბას ფიზიკა".

საბედნიეროდ, ერთ დღეს სკოლას ეწვია დენის ოსბორნი, ფიზიკის პროფესორი დარ-ეს-სალამის უნივერსიტეტიდან. და მპემბა მას იმავე კითხვით მიუბრუნდა. პროფესორი ნაკლებად სკეპტიკურად იყო განწყობილი, თქვა, რომ არ შეეძლო განსჯა ის, რაც არასდროს უნახავს და სახლში დაბრუნების შემდეგ თანამშრომლებს სთხოვა შესაბამისი ექსპერიმენტების ჩატარება. როგორც ჩანს, მათ დაადასტურეს ბიჭის სიტყვები. ყოველ შემთხვევაში, 1969 წელს ოსბორნმა ისაუბრა მპემბასთან მუშაობის შესახებ ჟურნალში "Eng. ფიზიკაᲒანათლება". იმავე წელს კანადის ეროვნული კვლევის საბჭოს წევრმა ჯორჯ კელმა გამოაქვეყნა სტატია, რომელიც აღწერს ფენომენს ინგლისურად. ამერიკელიჟურნალიდანფიზიკა».

ამ პარადოქსის რამდენიმე შესაძლო ახსნა არსებობს:

• ცხელი წყალი უფრო სწრაფად აორთქლდება, რითაც მცირდება მისი მოცულობა და იგივე ტემპერატურის მქონე წყლის უფრო მცირე მოცულობა უფრო სწრაფად იყინება. ჰერმეტულ კონტეინერებში ცივი წყალი უფრო სწრაფად უნდა გაიყინოს.
• თოვლის საფარის არსებობა. ცხელი წყლის კონტეინერი დნება თოვლს ქვეშ, რითაც აუმჯობესებს თერმულ კონტაქტს გაგრილების ზედაპირთან. ცივი წყალი მის ქვეშ თოვლს არ დნება. თოვლის საფარის გარეშე, ცივი წყლის კონტეინერი უფრო სწრაფად უნდა გაიყინოს.
• ცივი წყალი იწყებს გაყინვას ზემოდან, რითაც აუარესებს სითბოს გამოსხივების და კონვექციის პროცესებს და, შესაბამისად, სითბოს დაკარგვას, ხოლო ცხელი წყალი იწყებს გაყინვას ქვემოდან. კონტეინერებში წყლის დამატებითი მექანიკური შერევით, ცივი წყალი უფრო სწრაფად უნდა გაიყინოს.
• გაცივებულ წყალში კრისტალიზაციის ცენტრების არსებობა - მასში გახსნილი ნივთიერებები. ცივ წყალში ასეთი ცენტრების მცირე რაოდენობით, წყლის ყინულში გადაქცევა რთულია და მისი სუპერგაცივებაც კი შესაძლებელია, როდესაც ის რჩება თხევად მდგომარეობაში, აქვს ნულამდე ტემპერატურა.

ცოტა ხნის წინ კიდევ ერთი განმარტება გამოქვეყნდა. ვაშინგტონის უნივერსიტეტის დოქტორმა ჯონათან კაცმა გამოიკვლია ეს ფენომენი და დაასკვნა, რომ წყალში გახსნილი ნივთიერებები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მასში, რომლებიც გაცხელებისას ნალექს იღებენ.
ხსნარებში დოქტორი კაცი გულისხმობს კალციუმის და მაგნიუმის ბიკარბონატებს, რომლებიც გვხვდება მყარ წყალში. როდესაც წყალი თბება, ეს ნივთიერებები ნალექი ხდება, წყალი ხდება „რბილი“. წყალი, რომელიც არასოდეს გაცხელებულა, შეიცავს ამ მინარევებს და არის „მყარი“. როდესაც ის იყინება და ყინულის კრისტალები წარმოიქმნება, წყალში მინარევების კონცენტრაცია 50-ჯერ იზრდება. ეს ამცირებს წყლის გაყინვის წერტილს.

ეს ახსნა დამაჯერებლად არ მეჩვენება, რადგან. არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ ეფექტი აღმოჩენილია ნაყინის ექსპერიმენტებში და არა მყარ წყალში. სავარაუდოდ, ფენომენის მიზეზები თერმოფიზიკურია და არა ქიმიური.

ჯერჯერობით, მპემბას პარადოქსის ცალსახა ახსნა არ მიუღია. უნდა ითქვას, რომ ზოგიერთი მეცნიერი ამ პარადოქსს ყურადღების ღირსად არ მიიჩნევს. თუმცა, ძალიან საინტერესოა, რომ უბრალო სკოლის მოსწავლემ მიაღწია ფიზიკური ეფექტის აღიარებას და პოპულარობა მოიპოვა თავისი ცნობისმოყვარეობისა და გამძლეობის გამო.

დამატებულია 2014 წლის თებერვალში

ჩანაწერი დაიწერა 2011 წელს. მას შემდეგ გამოჩნდა მპემბას ეფექტის ახალი კვლევები და მისი ახსნის ახალი მცდელობები. ასე რომ, 2012 წელს, დიდი ბრიტანეთის სამეფო ქიმიის საზოგადოებამ გამოაცხადა საერთაშორისო კონკურსი სამეცნიერო საიდუმლოს "მპემბას ეფექტის" გასარკვევად, საპრიზო ფონდით 1000 ფუნტი. ბოლო ვადა 2012 წლის 30 ივლისს განისაზღვრა. გამარჯვებული გახდა ნიკოლა ბრეგოვიკი ზაგრების უნივერსიტეტის ლაბორატორიიდან. მან გამოაქვეყნა თავისი ნაშრომი, რომელშიც გააანალიზა ამ ფენომენის ახსნის წინა მცდელობები და მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ ისინი არ იყო დამაჯერებელი. მის მიერ შემოთავაზებული მოდელი დაფუძნებულია წყლის ფუნდამენტურ თვისებებზე. მსურველებს შეუძლიათ იპოვონ სამუშაო მისამართზე http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

კვლევა ამით არ დასრულებულა. 2013 წელს სინგაპურელმა ფიზიკოსებმა თეორიულად დაამტკიცეს მეპემბას ეფექტის მიზეზი. ნამუშევარი შეგიძლიათ იხილოთ http://arxiv.org/abs/1310.6514.

დაკავშირებული სტატიები საიტზე:

განყოფილების სხვა სტატიები

კომენტარები:

ალექსეი მიშნევი. , 06.10.2012 04:14

რატომ აორთქლდება ცხელი წყალი უფრო სწრაფად? მეცნიერებმა პრაქტიკულად დაამტკიცეს, რომ ერთი ჭიქა ცხელი წყალი უფრო სწრაფად იყინება, ვიდრე ცივი წყალი. მეცნიერებს არ შეუძლიათ ამ ფენომენის ახსნა იმ მიზეზით, რომ მათ არ ესმით ფენომენის არსი: სიცხე და სიცივე! სითბო და სიცივე არის ფიზიკური შეგრძნებები, რომლებიც გამოწვეულია მატერიის ნაწილაკების ურთიერთქმედებით, მაგნიტური ტალღების საწინააღმდეგო შეკუმშვის სახით, რომლებიც მოძრაობენ სივრცის მხრიდან და დედამიწის ცენტრიდან. ამიტომ, რაც უფრო დიდია ამ მაგნიტური ძაბვის პოტენციური სხვაობა, მით უფრო სწრაფად ხდება ენერგიის გაცვლა ერთი ტალღის მეორეში კონტრშეღწევის მეთოდით. ანუ დიფუზიით! ჩემი სტატიის პასუხად ერთი ოპონენტი წერს: 1) „..ცხელი წყალი უფრო სწრაფად აორთქლდება, რის შედეგადაც ნაკლებია, ამიტომ უფრო სწრაფად იყინება“ კითხვა! რა ენერგია აორთქლებს წყალს უფრო სწრაფად? 2) ჩემს სტატიაში საუბარია შუშაზე და არა ხის ღეროზე, რომელსაც მოწინააღმდეგე კონტრარგუმენტად ასახელებს. რა არ არის სწორი! მე ვპასუხობ კითხვას: "რა მიზეზით ხდება წყლის აორთქლება ბუნებაში?" მაგნიტური ტალღები, რომლებიც ყოველთვის გადაადგილდებიან დედამიწის ცენტრიდან კოსმოსში, გადალახავს მაგნიტური შეკუმშვის ტალღების საწინააღმდეგო წნევას (რომლებიც ყოველთვის მოძრაობენ კოსმოსიდან დედამიწის ცენტრში), ამავდროულად ასხურებენ წყლის ნაწილაკებს კოსმოსში გადაადგილების შემდეგ. , ისინი იმატებენ მოცულობაში. ანუ გაფართოვდეს! შეკუმშვის მაგნიტური ტალღების დაძლევის შემთხვევაში წყლის ეს ორთქლები იკუმშება (კონდენსირებულია) და ამ მაგნიტური შეკუმშვის ძალების გავლენით წყალი ნალექის სახით უბრუნდება მიწას! პატივისცემით! ალექსეი მიშნევი. 2012 წლის 6 ოქტომბერი.

ალექსეი მიშნევი. , 06.10.2012 04:19

რა არის ტემპერატურა. ტემპერატურა არის მაგნიტური ტალღების ელექტრომაგნიტური სტრესის ხარისხი შეკუმშვისა და გაფართოების ენერგიით. ამ ენერგიების წონასწორული მდგომარეობის შემთხვევაში, სხეულის ან ნივთიერების ტემპერატურა სტაბილურ მდგომარეობაშია. თუ ამ ენერგიების წონასწორობა დარღვეულია, გაფართოების ენერგიის მიმართ, სხეული ან ნივთიერება იზრდება სივრცის მოცულობაში. შეკუმშვის მიმართულებით მაგნიტური ტალღების ენერგიის გადამეტების შემთხვევაში სხეული ან ნივთიერება მცირდება სივრცის მოცულობაში. ელექტრომაგნიტური სტრესის ხარისხი განისაზღვრება საცნობარო სხეულის გაფართოების ან შეკუმშვის ხარისხით. ალექსეი მიშნევი.

მოისეევა ნატალია, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

ალექსეი, თქვენ საუბრობთ სტატიაზე, რომელიც ასახავს თქვენს აზრებს ტემპერატურის კონცეფციის შესახებ. მაგრამ არავინ წაიკითხა. გთხოვთ მომეცი ლინკი. ზოგადად, თქვენი შეხედულებები ფიზიკაზე ძალიან თავისებურია. არასოდეს მსმენია „საცნობარო სხეულის ელექტრომაგნიტური გაფართოების“ შესახებ.

იური კუზნეცოვი, 04.12.2012 12:32

შემოთავაზებულია ჰიპოთეზა, რომ ეს არის ინტერმოლეკულური რეზონანსის მუშაობა და მის მიერ წარმოქმნილ მოლეკულებს შორის პონდერომოტიული მიზიდულობა. ცივ წყალში მოლეკულები მოძრაობენ და ვიბრირებენ შემთხვევით, სხვადასხვა სიხშირით. როდესაც წყალი თბება, რხევის სიხშირის მატებასთან ერთად, მათი დიაპაზონი ვიწროვდება (სიხშირის სხვაობა თხევადი ცხელი წყლით აორთქლების წერტილამდე მცირდება), მოლეკულების რხევის სიხშირეები უახლოვდება ერთმანეთს, რის შედეგადაც ხდება რეზონანსი. მოლეკულებს შორის. გაციებისას ეს რეზონანსი ნაწილობრივ შენარჩუნებულია, მაშინვე არ კვდება. სცადეთ დააჭიროთ გიტარის ორი სიმიდან ერთს, რომლებიც რეზონანსშია. ახლა გაუშვით - სიმები კვლავ დაიწყებს ვიბრაციას, რეზონანსი აღადგენს მის ვიბრაციას. ასე რომ, გაყინულ წყალში გარედან გაცივებული მოლეკულები ცდილობენ დაკარგონ ვიბრაციების ამპლიტუდა და სიხშირე, მაგრამ ჭურჭლის შიგნით არსებული „თბილი“ მოლეკულები ვიბრაციას უკან „იზიდავენ“, ვიბრატორების როლს ასრულებენ, ხოლო გარეები მოქმედებენ როგორც რეზონატორები. სწორედ ვიბრატორებსა და რეზონატორებს შორის წარმოიქმნება პონდერომოტიული მიზიდულობა*. როდესაც პონდერომოძრავი ძალა უფრო დიდი ხდება, ვიდრე მოლეკულების კინეტიკური ენერგიით გამოწვეულ ძალაზე (რომლებიც არა მხოლოდ ვიბრირებენ, არამედ მოძრაობენ წრფივად), ხდება დაჩქარებული კრისტალიზაცია - „მპემბას ეფექტი“. Ponderomotive კავშირი ძალიან არასტაბილურია, Mpemba ეფექტი ძლიერ დამოკიდებულია ყველა თანმხლებ ფაქტორზე: გასაყინი წყლის მოცულობა, მისი გათბობის ბუნება, გაყინვის პირობები, ტემპერატურა, კონვექცია, სითბოს გაცვლის პირობები, გაზის გაჯერება, სამაცივრო განყოფილების ვიბრაცია. , ვენტილაცია, მინარევები, აორთქლება და ა.შ შესაძლოა განათებისგანაც კი... ამიტომ ეფექტს ბევრი ახსნა აქვს და ზოგჯერ ძნელია გამრავლება. იგივე „რეზონანსული“ მიზეზის გამო, ადუღებული წყალი უფრო სწრაფად დუღს, ვიდრე ადუღებული - რეზონანსი ადუღებიდან გარკვეული პერიოდის განმავლობაში ინარჩუნებს წყლის მოლეკულების ვიბრაციის ინტენსივობას (გაციების დროს ენერგიის დაკარგვა ძირითადად გამოწვეულია მოლეკულების წრფივი მოძრაობის კინეტიკური ენერგიის დაკარგვით. ). ინტენსიური გაცხელებით, ვიბრატორის მოლეკულები იცვლებიან როლებს რეზონატორის მოლეკულებთან გაყინვასთან შედარებით - ვიბრატორების სიხშირე ნაკლებია რეზონატორების სიხშირეზე, რაც ნიშნავს, რომ მოლეკულებს შორის არ არის მიზიდულობა, არამედ მოგერიება, რაც აჩქარებს სხვაზე გადასვლას. აგრეგაციის მდგომარეობა (წყვილი).

ვლად, 11.12.2012 03:42

ტვინი დამიმტვრია...

ანტონი, 04.02.2013 02:02

1. მართლაც იმდენად დიდია ეს პონდერომოტივაციური მიზიდულობა, რომ გავლენას ახდენს სითბოს გადაცემის პროცესზე? 2. ნიშნავს თუ არა ეს, რომ როდესაც ყველა სხეული თბება გარკვეულ ტემპერატურაზე, მათი სტრუქტურული ნაწილაკები რეზონანსში შედიან? 3. რატომ ქრება ეს რეზონანსი გაციებისას? 4. ეს თქვენი ვარაუდია? თუ არის წყარო, გთხოვთ მიუთითოთ. 5. ამ თეორიის მიხედვით, ჭურჭლის ფორმა მნიშვნელოვან როლს ითამაშებს და თუ ის თხელი და ბრტყელია, მაშინ სხვაობა გაყინვის დროში დიდი არ იქნება, ე.ი. შეგიძლიათ შეამოწმოთ.

გუდრათ , 11.03.2013 10:12 | METAK

ცივ წყალს უკვე აქვს აზოტის ატომები და წყლის მოლეკულებს შორის მანძილი უფრო ახლოსაა, ვიდრე ცხელ წყალში. ანუ, დასკვნა: ცხელი წყალი უფრო სწრაფად შთანთქავს აზოტის ატომებს და ამავე დროს ის სწრაფად იყინება, ვიდრე ცივი წყალი - ეს შედარებულია რკინის გამკვრივებასთან, რადგან ცხელი წყალი იქცევა ყინულად, ხოლო ცხელი რკინა გამაგრდება სწრაფი გაციებისას!

ვლადიმერ, 03/13/2013 06:50

ან შეიძლება ეს: ცხელი წყლისა და ყინულის სიმკვრივე ცივი წყლის სიმკვრივეზე ნაკლებია და ამიტომ წყალს არ სჭირდება სიმკვრივის შეცვლა, ამაზე გარკვეული დრო კარგავს და იყინება.

ალექსეი მიშნევი, 03/21/2013 11:50 სთ

სანამ ნაწილაკების რეზონანსებზე, მიზიდულობასა და ვიბრაციაზე ვისაუბრებთ, საჭიროა გავიგოთ და ვუპასუხოთ კითხვას: რა ძალები აიძულებენ ნაწილაკებს ვიბრაციას? ვინაიდან კინეტიკური ენერგიის გარეშე შეკუმშვა არ შეიძლება. შეკუმშვის გარეშე, გაფართოება არ შეიძლება. გაფართოების გარეშე არ შეიძლება იყოს კინეტიკური ენერგია! როცა სიმების რეზონანსზე იწყებ ლაპარაკს, ჯერ ცდილობდი, რომ ერთ-ერთმა ამ სიმებს ვიბრაცია დაეწყო! მიზიდულობაზე საუბრისას უპირველეს ყოვლისა უნდა მიუთითოთ ძალა, რომელიც ამ სხეულებს მიზიდავს! ვადასტურებ, რომ ყველა სხეული შეკუმშულია ატმოსფეროს ელექტრომაგნიტური ენერგიით და რომელიც შეკუმშავს ყველა სხეულს, ნივთიერებას და ელემენტარულ ნაწილაკს 1,33 კგ ძალით. სმ2-ზე კი არა, ელემენტარულ ნაწილაკზე.რადგან ატმოსფეროს წნევა არ შეიძლება იყოს შერჩევითი!არ აურიოთ იგი ძალის რაოდენობაში!

დოდიკი, 05/31/2013 02:59

მეჩვენება, რომ თქვენ დაგავიწყდათ ერთი ჭეშმარიტება – „მეცნიერება იწყება იქ, სადაც იწყება გაზომვები“. როგორია "ცხელი" წყლის ტემპერატურა? როგორია "ცივი" წყლის ტემპერატურა? სტატიაში ამაზე სიტყვაც არ არის ნათქვამი. აქედან შეგვიძლია დავასკვნათ - მთელი სტატია სისულელეა!

გრიგორი, 06/04/2013 12:17

დოდიკ, სანამ სტატიას სისულელეს უწოდებ, უნდა იფიქრო, რომ ისწავლო, ცოტათი მაინც. და არა მხოლოდ გაზომვა.

დიმიტრი, 24.12.2013 10:57

ცხელი წყლის მოლეკულები უფრო სწრაფად მოძრაობენ, ვიდრე ცივ წყალში, ამის გამო უფრო მჭიდრო კონტაქტია გარემოსთან, ისინი თითქოს შთანთქავენ მთელ სიცივეს, სწრაფად ანელებენ.

ივანე, 10.01.2014 05:53

გასაკვირია, რომ ასეთი ანონიმური სტატია გამოჩნდა ამ საიტზე. სტატია სრულიად არამეცნიერულია. ავტორიც და კომენტატორებიც, რომლებიც ერთმანეთს ეჯიბრებიან, ფენომენის ახსნის საძიებლად გაეშურნენ, არ აინტერესებთ, შეიმჩნევა თუ არა ფენომენი საერთოდ და, თუ ასეა, რა პირობებში. უფრო მეტიც, შეთანხმებაც კი არ არსებობს იმაზე, რასაც ჩვენ რეალურად ვაკვირდებით! ასე რომ, ავტორი ამტკიცებს ცხელი ნაყინის სწრაფი გაყინვის ეფექტის ახსნის აუცილებლობას, თუმცა მთელი ტექსტიდან (და სიტყვებიდან "ეფექტი აღმოჩენილია ნაყინის ექსპერიმენტებში") ირკვევა, რომ მან თავად არ შექმნა ასეთი ექსპერიმენტები. სტატიაში ჩამოთვლილი ფენომენის „ახსნის“ ვარიანტებიდან ჩანს, რომ აღწერილია სრულიად განსხვავებული ექსპერიმენტები, მოწყობილი სხვადასხვა პირობებში სხვადასხვა წყალხსნარებით. ახსნა-განმარტებების არსიც და მათში არსებული სუბიექტური განწყობაც კი გვაფიქრებინებს, რომ გამოთქმული იდეების ელემენტარული გადამოწმებაც კი არ განხორციელებულა. ვიღაცამ შემთხვევით გაიგო კურიოზული ამბავი და შემთხვევით გამოთქვა თავისი სპეკულაციური დასკვნა. უკაცრავად, მაგრამ ეს არ არის ფიზიკური მეცნიერული კვლევა, არამედ საუბარი მოსაწევ ოთახში.

ივანე, 01/10/2014 06:10

რაც შეეხება სტატიის კომენტარებს ლილვაკების ცხელი წყლით და ცივი სარეცხი რეზერვუარებით შევსების შესახებ. ყველაფერი მარტივია ელემენტარული ფიზიკის თვალსაზრისით. სასრიალო მოედანი ივსება ცხელი წყლით მხოლოდ იმიტომ, რომ ის უფრო ნელა იყინება. მოედანი უნდა იყოს თანაბარი და გლუვი. ეცადეთ, ცივი წყლით აავსოთ – დაგემართებათ მუწუკები და „შემორევები“, რადგან. წყალი _ სწრაფად გაიყინება ისე, რომ დრო არ მოასწროს ერთგვაროვან ფენად გავრცელებას. ცხელს კი დრო ექნება თანაბარ ფენად გავრცელდეს და დნება ყინულისა და თოვლის ნაოჭებს. სარეცხი საშუალებით, ასევე არ არის რთული: აზრი არ აქვს ყინვაში სუფთა წყლის ჩამოსხმას - ის იყინება მინაზე (თუნდაც ცხელ); და ცხელმა არამყინვარმა სითხემ შეიძლება გამოიწვიოს ცივი შუშის გაბზარვა, გარდა ამისა, მას ექნება გაყინვის წერტილი მინაზე მინაზე მიმავალ გზაზე ალკოჰოლების დაჩქარებული აორთქლების გამო (ყველამ იცის მაინც მთვარის ნათების პრინციპი? - ალკოჰოლი აორთქლდება, წყალი რჩება).

ივანე, 01/10/2014 06:34

მაგრამ სინამდვილეში ფენომენი, სისულელეა იმის კითხვა, თუ რატომ მიმდინარეობს ორი განსხვავებული ექსპერიმენტი სხვადასხვა პირობებში განსხვავებულად. თუ ექსპერიმენტი სუფთად არის მოწყობილი, მაშინ თქვენ უნდა აიღოთ ერთი და იგივე ქიმიური შემადგენლობის ცხელი და ცივი წყალი - ერთი და იგივე ქვაბიდან ვიღებთ წინასწარ გაცივებულ მდუღარე წყალს. ჩაასხით იდენტურ ჭურჭელში (მაგალითად, თხელკედლიან ჭიქებში). ვდებთ არა თოვლზე, არამედ იმავე თანაბარ, მშრალ ბაზაზე, მაგალითად, ხის მაგიდაზე. და არა მიკროსაყინულეში, არამედ საკმარისად მოცულობით თერმოსტატში - მე ჩავატარე ექსპერიმენტი რამდენიმე წლის წინ ქვეყანაში, როდესაც გარეთ სტაბილური ყინვაგამძლე ამინდი იყო, დაახლოებით -25C. წყალი კრისტალდება გარკვეულ ტემპერატურაზე კრისტალიზაციის სითბოს გამოთავისუფლების შემდეგ. ჰიპოთეზა ემყარება იმ განცხადებას, რომ ცხელი წყალი უფრო სწრაფად გაცივდება (ეს მართალია, კლასიკური ფიზიკის მიხედვით, სითბოს გადაცემის სიჩქარე პროპორციულია ტემპერატურის სხვაობისა), მაგრამ ინარჩუნებს გაციების სიჩქარეს მაშინაც კი, როდესაც მისი ტემპერატურა ტემპერატურის ტოლია. ცივი წყლისგან. საკითხავია, რით განსხვავდება წყალი, რომელიც გაცივდა გარეთ +20C ტემპერატურამდე, ზუსტად იგივე წყლისგან, რომელიც გაცივდა +20C ტემპერატურამდე ერთი საათის წინ, მაგრამ ოთახში? კლასიკური ფიზიკა (სხვათა შორის, დაფუძნებული არა მოწევის ოთახში საუბრებზე, არამედ ასობით ათასი და მილიონობით ექსპერიმენტზე) ამბობს: დიახ, არაფერი, შემდგომი გაგრილების დინამიკა იგივე იქნება (მხოლოდ მდუღარე წყალი მიაღწევს +20 წერტილს მოგვიანებით. ). და ექსპერიმენტი იგივეს აჩვენებს: როდესაც თავდაპირველად ცივი წყლის ჭიქაში უკვე არის ყინულის მყარი ქერქი, ცხელ წყალს არც კი უფიქრია გაყინვა. P.S. იური კუზნეცოვის კომენტარებს. გარკვეული ეფექტის არსებობა შეიძლება ჩაითვალოს დადგენილად, როდესაც აღწერილია მისი წარმოქმნის პირობები და ის სტაბილურად რეპროდუცირებულია. და როდესაც ჩვენ გვაქვს გაუგებარი ექსპერიმენტები უცნობი პირობებით, ნაადრევია მათი ახსნის თეორიების აგება და ეს არაფერს იძლევა მეცნიერული თვალსაზრისით. P.P.S. ისე, შეუძლებელია ალექსეი მიშნევის კომენტარების წაკითხვა ემოციის ცრემლების გარეშე - ადამიანი ცხოვრობს რაღაც გამოგონილ სამყაროში, რომელსაც არაფერი აქვს საერთო ფიზიკასთან და რეალურ ექსპერიმენტებთან.

გრიგორი, 13.01.2014 10:58

ივან, მე მესმის, რომ თქვენ უარყოფთ მპემბას ეფექტს? ეს არ არსებობს, როგორც თქვენი ექსპერიმენტები აჩვენებს? რატომ არის ის ასე ცნობილი ფიზიკაში და რატომ ცდილობს ბევრი მის ახსნას?

ივანე, 02/14/2014 01:51

შუადღე მშვიდობისა, გრიგოლ! არაწმინდად დადგმული ექსპერიმენტის ეფექტი არსებობს. მაგრამ, როგორც გესმით, ეს არ არის ფიზიკაში ახალი შაბლონების მოსაძებნად, არამედ ექსპერიმენტატორის უნარის გასაუმჯობესებლად. როგორც უკვე აღვნიშნე კომენტარებში, „მპემბას ეფექტის“ ახსნის ყველა ხსენებულ მცდელობაში მკვლევარები ვერც კი ნათლად ასახელებენ რას და რა პირობებში ზომავენ. და გინდა თქვა, რომ ესენი ექსპერიმენტული ფიზიკოსები არიან? Არ გამაცინო. ეფექტი ცნობილია არა ფიზიკაში, არამედ ფსევდომეცნიერულ დისკუსიებში სხვადასხვა ფორუმებსა და ბლოგებზე, რომელთაგან ახლა ზღვაა. როგორც რეალურ ფიზიკურ ეფექტს (იმ გაგებით, როგორც ზოგიერთი ახალი ფიზიკური კანონის შედეგად, და არა როგორც არასწორი ინტერპრეტაციის ან უბრალოდ მითის შედეგი), ფიზიკისგან შორს მყოფი ადამიანები მას აღიქვამენ. ასე რომ, არ არსებობს საფუძველი, ვისაუბროთ, როგორც ერთიან ფიზიკურ ეფექტზე, სრულიად განსხვავებულ პირობებში შექმნილი სხვადასხვა ექსპერიმენტების შედეგებზე.

პაველ, 18.02.2014 09:59

ჰმ, ბიჭებო... სტატია "სპიდ ინფოსთვის"... არ გეწყინებათ... ;) ივანი ყველაფერში მართალია...

გრიგოლი, 19.02.2014 12:50 საათი

ივანე, ვეთანხმები, რომ არის ბევრი საიტი თითქმის სამეცნიერო თემებზე, რომლებიც ახლა აქვეყნებენ გადაუმოწმებელ სენსაციურ მასალას.? ბოლოს და ბოლოს, მპემბას ეფექტი ჯერ კიდევ შესწავლილია. უფრო მეტიც, უნივერსიტეტების მეცნიერები იკვლევენ. მაგალითად, 2013 წელს ეს ეფექტი შეისწავლა სინგაპურის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის ჯგუფმა. ნახე ლინკი http://arxiv.org/abs/1310.6514. მათ მიაჩნიათ, რომ ამ ეფექტის ახსნა იპოვეს. აღმოჩენის არსზე დეტალურად არ დავწერ, მაგრამ მათი აზრით, ეფექტი დაკავშირებულია წყალბადის ობლიგაციებში შენახული ენერგიების განსხვავებასთან.

მოისეევა ნ.პ. , 19.02.2014 03:04

ყველასთვის, ვინც დაინტერესებულია მპემბას ეფექტის კვლევით, მე ოდნავ დავამატე სტატიის მასალა და მივაწოდე ბმულები, სადაც შეგიძლიათ გაეცნოთ უახლეს შედეგებს (იხილეთ ტექსტი). მადლობა კომენტარებისთვის.

ილდარი , 24.02.2014 04:12 | აზრი არ აქვს ყველაფრის ჩამოთვლას

თუ ეს მპემბას ეფექტი მართლაც ხდება, მაშინ ახსნა, ვფიქრობ, წყლის მოლეკულურ სტრუქტურაში უნდა ვეძებოთ. წყალი (როგორც პოპულარულ სამეცნიერო ლიტერატურიდან გავიგე) არსებობს არა როგორც ცალკეული H2O მოლეკულები, არამედ როგორც რამდენიმე მოლეკულის მტევანი (თუნდაც ათეულობით). წყლის ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება მოლეკულების გადაადგილების სიჩქარე, კლასტერები იშლება ერთმანეთის წინააღმდეგ და მოლეკულების ვალენტურ ობლიგაციებს არ აქვთ დრო დიდი მტევნების შეკრებისთვის. გროვების ჩამოყალიბებას ცოტა მეტი დრო სჭირდება, ვიდრე მოლეკულების სიჩქარის შენელებას. და რადგან მტევანი უფრო მცირეა, ბროლის გისოსების წარმოქმნა უფრო სწრაფია. ცივ წყალში, როგორც ჩანს, დიდი საკმაოდ სტაბილური მტევანი ხელს უშლის გისოსის წარმოქმნას და მათ განადგურებას გარკვეული დრო სჭირდება. მე თვითონ დავინახე ტელევიზორში კურიოზული ეფექტი, როცა ქილაში ჩუმად მდგარი ცივი წყალი რამდენიმე საათის განმავლობაში თხევად რჩებოდა სიცივეში. მაგრამ როგორც კი ქილა აიღეს, ანუ ოდნავ გადაიწია ადგილიდან, ქილაში წყალი მაშინვე დაკრისტალიზდა, გაუმჭვირვალე გახდა და ქილა ასკდა. ისე, მღვდელმა, რომელმაც ეს ეფექტი გამოავლინა, ეს იმით ახსნა, რომ წყალი აკურთხა. სხვათა შორის, გამოდის, რომ წყალი მნიშვნელოვნად ცვლის სიბლანტეს ტემპერატურის მიხედვით. ჩვენ, როგორც დიდი არსებები, ამას ვერ ვამჩნევთ და პატარა (მმ და ნაკლები) კიბოსნაირთა და მით უმეტეს ბაქტერიების დონეზე, წყლის სიბლანტე ძალიან მნიშვნელოვანი ფაქტორია. ამ სიბლანტეს, ვფიქრობ, ასევე იძლევა წყლის მტევნის ზომა.

ნაცრისფერი, 03/15/2014 05:30

ირგვლივ ყველაფერი, რასაც ჩვენ ვხედავთ, არის ზედაპირული მახასიათებლები (თვისებები), ამიტომ ენერგიად ვიღებთ მხოლოდ იმას, რაც შეგვიძლია გავზომოთ ან დავამტკიცოთ არსებობა რაიმე გზით, წინააღმდეგ შემთხვევაში ეს არის ჩიხი. ეს ფენომენი, მპემბას ეფექტი, აიხსნება მხოლოდ მარტივი მოცულობითი თეორიით, რომელიც გააერთიანებს ყველა ფიზიკურ მოდელს ერთ ურთიერთქმედების სტრუქტურაში. სინამდვილეში ეს მარტივია

ნიკიტა, 06/06/2014 04:27 | მანქანა

მაგრამ როგორ გავხადოთ წყალი ცივი და არ იყოს თბილი, როცა მანქანაში მიდიხარ!

ალექსი, 03.10.2014 01:09

და აი, კიდევ ერთი "აღმოჩენა", გზაში. პლასტმასის ბოთლში წყალი გაცილებით სწრაფად იყინება ღია საცობით. გართობისთვის ბევრჯერ ჩავატარე ექსპერიმენტი ძლიერ ყინვაში. ეფექტი აშკარაა. გამარჯობა თეორეტიკოსებო!

ეგენი, 27.12.2014 08:40

აორთქლებადი გამაგრილებლის პრინციპი. ვიღებთ ორ ჰერმეტულად დახურულ ბოთლს ცივი და ცხელი წყლით. სიცივეში ვდებთ. ცივი წყალი უფრო სწრაფად იყინება. ახლა ვიღებთ იგივე ბოთლებს ცივი და ცხელი წყლით, ვხსნით და ვდებთ ცივში. ცხელი წყალი უფრო სწრაფად გაიყინება, ვიდრე ცივი წყალი. თუ ავიღებთ ორ აუზს ცივი და ცხელი წყლით, მაშინ ცხელი წყალი გაცილებით სწრაფად გაიყინება. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ჩვენ ვზრდით კონტაქტს ატმოსფეროსთან. რაც უფრო ინტენსიურია აორთქლება, მით უფრო სწრაფად იკლებს ტემპერატურა. აქ აუცილებელია აღინიშნოს ტენიანობის ფაქტორი. რაც უფრო დაბალია ტენიანობა, მით უფრო ძლიერია აორთქლება და მით უფრო ძლიერია გაგრილება.

ნაცრისფერი TOMSK, 03/01/2015 10:55

ნაცრისფერი, 15.03.2014 05:30 - გაგრძელება რაც თქვენ იცით ტემპერატურის შესახებ ყველაფერი არ არის. არის კიდევ რაღაც. თუ თქვენ სწორად შეადგენთ ტემპერატურის ფიზიკურ მოდელს, მაშინ ის გახდება ენერგიის პროცესების აღწერის გასაღები დიფუზიიდან, დნობისა და კრისტალიზაციისგან ისეთ მასშტაბებამდე, როგორიცაა ტემპერატურის მატება წნევის მატებასთან ერთად, წნევის მატება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ზემოაღნიშნულიდან ნათელი გახდება მზის ენერგიის ფიზიკური მოდელიც კი. ზამთარში ვარ. . 20013 წლის ადრე გაზაფხულზე, ტემპერატურის მოდელების დათვალიერების შემდეგ, შევადგინე ზოგადი ტემპერატურის მოდელი. რამდენიმე თვის შემდეგ გამახსენდა ტემპერატურის პარადოქსი და შემდეგ მივხვდი... რომ ჩემი ტემპერატურის მოდელი ასევე აღწერს მპემბას პარადოქსს. ეს იყო 2013 წლის მაის-ივნისში. ერთი წლით დაგვიანებით, მაგრამ ეს საუკეთესოა. ჩემი ფიზიკური მოდელი არის გაყინული ჩარჩო და მისი გადახვევა შესაძლებელია როგორც წინ, ასევე უკან და მას აქვს აქტივობის საავტომობილო უნარები, სწორედ ის აქტივობა, რომელშიც ყველაფერი მოძრაობს. მაქვს 8 კლასი სკოლა და 2 წელი კოლეჯი თემის გამეორებით. 20 წელი გავიდა. ასე რომ, მე ვერ მივაწერ ცნობილი მეცნიერების რაიმე სახის ფიზიკურ მოდელებს და ასევე ფორმულებს. Ძალიან ვწუხვარ.

ანდრეი, 08.11.2015 08:52

ზოგადად, წარმოდგენა მაქვს იმაზე, თუ რატომ იყინება ცხელი წყალი უფრო სწრაფად, ვიდრე ცივი წყალი. და ჩემს განმარტებებში ყველაფერი ძალიან მარტივია, თუ გაინტერესებთ, მომწერეთ ელ.წერილი: [ელფოსტა დაცულია]

ანდრეი, 08.11.2015 08:58

ბოდიშს გიხდით, არასწორი საფოსტო ყუთი მივეცი, აქ არის სწორი ელფოსტა: [ელფოსტა დაცულია]

ვიქტორი, 23.12.2015 10:37

მეჩვენება, რომ ყველაფერი უფრო მარტივია, ჩვენთან თოვლი მოდის, ეს არის აორთქლებული გაზი, გაცივებული, ასე რომ, შესაძლოა, ყინვაში უფრო სწრაფად გაცივდეს, რადგან აორთქლდება და მაშინვე კრისტალიზდება ამოსვლამდე, ხოლო წყალი აირისებრ მდგომარეობაში უფრო სწრაფად გაცივდება, ვიდრე თხევადში. )

ბეკჟანი, 01/28/2016 09:18

თუნდაც ვინმემ გამოავლინოს ამ ეფექტთან დაკავშირებული სამყაროს ეს კანონები, აქ არ დაწერს, ჩემი აზრით, ლოგიკური არ იქნება მისი საიდუმლოების გამხელა ინტერნეტის მომხმარებლებისთვის, როცა მას შეუძლია გამოაქვეყნოს იგი ცნობილ სამეცნიერო ჟურნალებში და ხალხის წინაშე თვითონ დაამტკიცოს.. ასე რომ, რა დაიწერება აქ ამ ეფექტზე, მთელი ეს უმრავლესობა არ არის ლოგიკური.)))

ალექსი, 22.02.2016 12:48 PM

გამარჯობა ექსპერიმენტატორები თქვენ მართალი ხართ, როცა ამბობთ, რომ მეცნიერება იწყება იქ, სადაც... არა გაზომვები, არამედ გამოთვლები. "ექსპერიმენტი" - მარადიული და შეუცვლელი არგუმენტი მათთვის, ვინც მოკლებულია ფანტაზიას და ხაზოვან აზროვნებას ყველას შეურაცხყოფა მიაყენა, ახლა E \u003d mc2-ის შემთხვევაში - ყველას ახსოვს? ცივი წყლიდან ატმოსფეროში გაფრენილი მოლეკულების სიჩქარე განსაზღვრავს ენერგიის რაოდენობას, რომელსაც ისინი აშორებენ წყალს (გაციება - ენერგიის დაკარგვა) ცხელი წყლიდან მოლეკულების სიჩქარე გაცილებით მაღალია და გადატანილი ენერგია კვადრატულია (სიჩქარე წყლის დარჩენილი მასის გაგრილება) სულ ესაა, თუ "ექსპერიმენტს" დატოვებთ და მეცნიერების საფუძვლებს გაიხსენებთ

ვლადიმერ, 25.04.2016 10:53 | მეტეო

იმ დღეებში, როდესაც ანტიფრიზი იშვიათობა იყო, მანქანების გამაგრილებელი სისტემიდან წყალი საავტომობილო ფლოტის გაუცხელებელ ავტოფარეხში იშლება სამუშაო დღის შემდეგ, რათა არ გაყინულიყო ცილინდრის ბლოკი ან რადიატორი - ზოგჯერ ორივე ერთად. დილით ცხელ წყალს ასხამდნენ. ძლიერი ყინვის დროს ძრავები უპრობლემოდ მუშაობდნენ. რატომღაც, ცხელი წყლის უქონლობის გამო, ონკანიდან ასხამდნენ წყალს. წყალი მაშინვე გაიყინა. ექსპერიმენტი ძვირი იყო - ზუსტად იმდენი, რამდენიც ღირს ZIL-131 მანქანის ცილინდრის ბლოკის და რადიატორის ყიდვა და შეცვლა. ვისაც არ სჯერა, გადაამოწმოს. და მპემბამ ექსპერიმენტი ჩაატარა ნაყინით. ნაყინში კრისტალიზაცია განსხვავებულად მიმდინარეობს, ვიდრე წყალში. სცადეთ კბილებით უკბინოთ ნაყინის ნაჭერი და ყინულის ნაჭერი. დიდი ალბათობით არ გაიყინა, გაციების შედეგად შესქელდა. ხოლო მტკნარი წყალი, ცხელი თუ ცივი, იყინება 0*C-ზე. ცივი წყალი სწრაფია, მაგრამ ცხელ წყალს დრო სჭირდება გასაცივებლად.

მოხეტიალე , 06.05.2016 12:54 | ალექსს

"c" - სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში E=mc^2 - ფორმულა, რომელიც გამოხატავს მასის და ენერგიის ეკვივალენტობას

ალბერტი, 07/27/2016 08:22

პირველი, ანალოგია მყარ ნაწილებთან (აორთქლების პროცესი არ არის). ახლახან შედუღებული სპილენძის წყლის მილები. პროცესი ხდება გაზის სანთურის გათბობით შედუღების დნობის ტემპერატურამდე. ერთი სახსრის გაცხელების დრო შეერთებით არის დაახლოებით ერთი წუთი. ერთი სახსარი დავამაგრე და რამდენიმე წუთში მივხვდი, რომ არასწორად შევადუღე. ცოტა დასჭირდა მილის გადახვევას შეერთებაში. სახსრის გაცხელება ისევ დამწვრობით დავიწყე და გასაკვირია, რომ სახსრის დნობის წერტილამდე გაცხელებას 3-4 წუთი დასჭირდა. Როგორ თუ!? ყოველივე ამის შემდეგ, მილი ჯერ კიდევ ცხელია და, როგორც ჩანს, გაცილებით ნაკლები ენერგიაა საჭირო მისი დნობის წერტილამდე გასათბობად, მაგრამ ყველაფერი პირიქით აღმოჩნდა. ეს ყველაფერი თბოგამტარობაზეა, რომელიც გაცილებით მაღალია უკვე გაცხელებული მილისთვის და გაცხელებულ და ცივ მილებს შორის საზღვარმა ორ წუთში მოახერხა გადაადგილება კვანძიდან შორს. ახლა წყლის შესახებ. ჩვენ ვიმუშავებთ ცხელი და ნახევრად გაცხელებული ჭურჭლის კონცეფციებით. ცხელ ჭურჭელში იქმნება ვიწრო ტემპერატურის ზღვარი ცხელ, მაღალ მოძრავ ნაწილაკებსა და ნელა მოძრავ, ცივ ნაწილაკებს შორის, რომელიც შედარებით სწრაფად მოძრაობს პერიფერიიდან ცენტრამდე, რადგან ამ საზღვარზე სწრაფი ნაწილაკები სწრაფად თმობენ ენერგიას. ) ნაწილაკებით საზღვრის მეორე მხარეს. ვინაიდან გარე ცივი ნაწილაკების მოცულობა უფრო დიდია, სწრაფი ნაწილაკები, რომლებიც თერმულ ენერგიას თმობენ, არ შეუძლიათ მნიშვნელოვნად გაათბონ გარე ცივი ნაწილაკები. ამიტომ, ცხელი წყლის გაგრილების პროცესი შედარებით სწრაფად ხდება. ნახევრად გაცხელებულ წყალს კი გაცილებით დაბალი თბოგამტარობა აქვს და ნახევრად გაცხელებულ და ცივ ნაწილაკებს შორის საზღვრის სიგანე გაცილებით ფართოა. ასეთი ფართო საზღვრის ცენტრში გადაადგილება გაცილებით ნელა ხდება, ვიდრე ცხელი ჭურჭლის შემთხვევაში. შედეგად, ცხელი ჭურჭელი უფრო სწრაფად გაცივდება, ვიდრე თბილი. ვფიქრობ, აუცილებელია სხვადასხვა ტემპერატურის წყლის გაგრილების პროცესის დინამიკის დაცვა ჭურჭლის შუადან კიდემდე რამდენიმე ტემპერატურის სენსორის განთავსებით.

მაქს , 19.11.2016 05:07

დამოწმებულია: იამალში, ყინვაში, ცხელი წყლით მილი იყინება და უნდა გაათბო, მაგრამ არა ცივი!

არტემი, 09.12.2016 01:25

ძნელია, მაგრამ მე მგონია, რომ ცივი წყალი ცხელზე მკვრივია, ადუღებულ წყალზე უკეთესიც და მერე არის გაციების აჩქარება, ე.ი. ცხელი წყალი ცივ ტემპერატურას აღწევს და აჭარბებს და იმის გათვალისწინებით, რომ ცხელი წყალი იყინება ქვემოდან და არა ზემოდან როგორც ზემოთ წერია, ეს ძალიან აჩქარებს პროცესს!

ალექსანდრე სერგეევი, 21.08.2017 10:52

ასეთი ეფექტი არ არის. ვაი. 2016 წელს Nature-ში გამოქვეყნდა დეტალური სტატია თემაზე: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect მისგან ირკვევა, რომ თუ ექსპერიმენტები ყურადღებით ჩატარდება (თუ თბილი და ცივი წყლის ნიმუშებია იგივეა ყველაფერში ტემპერატურის გარდა), ეფექტი არ შეინიშნება.

ჰედლაბი, 22.08.2017 05:31

ვიქტორი, 10/27/2017 03:52 AM

— ნამდვილად ასეა. - თუ სკოლამ ვერ გაიგო, რა არის სითბოს სიმძლავრე და ენერგიის შენარჩუნების კანონი. ამის შემოწმება მარტივია – ამისთვის გჭირდებათ: სურვილი, თავი, ხელები, წყალი, მაცივარი და მაღვიძარა. ხოლო სასრიალო მოედანები, როგორც ექსპერტები წერენ, გაყინულია (ივსება) ცივი წყლით და თბილი წყლით ასწორებენ მოჭრილ ყინულს. და ზამთარში თქვენ უნდა დაასხით გაყინვის საწინააღმდეგო სითხე სარეცხი რეზერვუარში და არა წყალი. წყალი მაინც გაიყინება, ცივი წყალი კი უფრო სწრაფად გაიყინება.

ირინა, 23.01.2018 10:58

მთელი მსოფლიოს მეცნიერები არისტოტელეს დროიდან ებრძვიან ამ პარადოქსს და ყველაზე ჭკვიანები ვიქტორი, ზავლაბი და სერგეევი აღმოჩნდნენ.

დენისი, 01.02.2018 08:51

სტატიაში ყველაფერი სწორია. მაგრამ მიზეზი გარკვეულწილად განსხვავებულია. დუღილის პროცესში მასში გახსნილი ჰაერი აორთქლდება წყლიდან, შესაბამისად მდუღარე წყლის გაციებისას შედეგად მისი სიმკვრივე ნაკლები იქნება იმავე ტემპერატურის ნედლ წყალზე. განსხვავებული თერმული კონდუქტომეტრის სხვა მიზეზები არ არსებობს, გარდა განსხვავებული სიმკვრივისა.

ჰედლაბი, 01.03.2018 08:58 | ხელმძღვანელი ლაბორატორია

ირინა :), "მთელი მსოფლიოს მეცნიერები" არ ებრძვიან ამ "პარადოქსს", ნამდვილი მეცნიერებისთვის ეს "პარადოქსი" უბრალოდ არ არსებობს - ეს ადვილად მოწმდება კარგად გამრავლების პირობებში. "პარადოქსი" გაჩნდა აფრიკელი ბიჭის მპემბას განუმეორებელი ექსპერიმენტების გამო და მსგავსმა "მეცნიერებმა" გაბერეს :)

წყალი მსოფლიოში ერთ-ერთი ყველაზე საოცარი სითხეა, რომელსაც არაჩვეულებრივი თვისებები აქვს. მაგალითად, ყინულს - სითხის მყარ მდგომარეობას, აქვს ხვედრითი წონა თვით წყალზე დაბალი, რამაც მრავალი თვალსაზრისით შესაძლებელი გახადა დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენა და განვითარება. გარდა ამისა, თითქმის სამეცნიერო და მართლაც სამეცნიერო სამყაროში მიმდინარეობს მსჯელობა იმაზე, თუ რომელი წყალი იყინება უფრო სწრაფად - ცხელი თუ ცივი. ვინც გარკვეულ პირობებში დაამტკიცებს ცხელი სითხის უფრო სწრაფ გაყინვას და მეცნიერულად დაასაბუთებს თავის გადაწყვეტილებას, მიიღებს ჯილდოს 1000 ფუნტის ოდენობით ბრიტანეთის სამეფო ქიმიკოსთა საზოგადოებისგან.

ფონი

ის ფაქტი, რომ რიგ პირობებში, გაყინვის სიჩქარით ცხელი წყალი ცივ წყალს უსწრებს, ჯერ კიდევ შუა საუკუნეებში შენიშნეს. ფრენსის ბეკონმა და რენე დეკარტმა დიდი ძალისხმევა გასწიეს ამ ფენომენის ახსნაში. თუმცა, კლასიკური სითბოს ინჟინერიის თვალსაზრისით, ამ პარადოქსის ახსნა შეუძლებელია და ისინი ცდილობდნენ სამარცხვინოდ დაემშვიდებინათ იგი. დავის გაგრძელების სტიმული იყო გარკვეულწილად ცნობისმოყვარე ამბავი, რომელიც მოხდა ტანზანიელი სკოლის მოსწავლე ერასტო მპემბას (ერასტო მპემბა) 1963 წელს. ერთხელ, კულინარიულ სკოლაში დესერტის მომზადების გაკვეთილზე, ბიჭმა, სხვა რამით გაფანტულმა, დრო არ მოასწრო ნაყინის ნარევის დროულად გაგრილებას და ცხელ რძეში შაქრის ხსნარი საყინულეში ჩადო. მისდა გასაკვირად, პროდუქტი უფრო სწრაფად გაცივდა, ვიდრე მისი კოლეგები, რომლებიც იცავდნენ ტემპერატურულ რეჟიმს ნაყინის დასამზადებლად.

ფენომენის არსის გაგების მცდელობისას ბიჭი ფიზიკის მასწავლებელს მიუბრუნდა, რომელიც დეტალებში შესვლის გარეშე დასცინოდა მის კულინარიულ ექსპერიმენტებს. თუმცა ერასტო გამოირჩეოდა შესაშური გამძლეობით და აგრძელებდა ექსპერიმენტებს არა რძეზე, არამედ წყალზე. ის დარწმუნდა, რომ ზოგიერთ შემთხვევაში ცხელი წყალი უფრო სწრაფად იყინება, ვიდრე ცივი წყალი.

დარ-ეს სალამის უნივერსიტეტში შესვლისას ერასტო მპემბე დაესწრო პროფესორ დენის გ. ოსბორნის ლექციას. სკოლის დამთავრების შემდეგ, სტუდენტმა მეცნიერს გააკვირვა წყლის გაყინვის სიჩქარის პრობლემა მისი ტემპერატურის მიხედვით. დ.გ. ოსბორნმა დასცინოდა კითხვის დასმა და აჟიტირებულად თქვა, რომ ნებისმიერმა დამარცხებულმა იცის, რომ ცივი წყალი უფრო სწრაფად გაიყინება. თუმცა, ახალგაზრდის ბუნებრივმა გამძლეობამ იგრძნო თავი. მან დადო ფსონი პროფესორთან და შესთავაზა ექსპერიმენტული ტესტის ჩატარება აქ, ლაბორატორიაში. ერასტომ მოათავსა წყლის ორი კონტეინერი საყინულეში, ერთი 95°F (35°C) და მეორე 212°F (100°C). რა გააკვირვა პროფესორმა და მიმდებარე „ფანებს“, როცა მეორე კონტეინერში წყალი უფრო სწრაფად გაიყინა. მას შემდეგ ამ ფენომენს „მპემბა პარადოქსი“ ეწოდა.

თუმცა, დღემდე არ არსებობს თანმიმდევრული თეორიული ჰიპოთეზა, რომელიც ხსნის "მპემბა პარადოქსს". გაუგებარია, რა გავლენას ახდენს გარე ფაქტორები, წყლის ქიმიური შემადგენლობა, მასში გახსნილი გაზებისა და მინერალების არსებობა სხვადასხვა ტემპერატურაზე სითხეების გაყინვის სიჩქარეზე. „მპემბას ეფექტის“ პარადოქსი ისაა, რომ ის ეწინააღმდეგება ი.ნიუტონის მიერ აღმოჩენილ ერთ-ერთ კანონს, რომელიც ამტკიცებს, რომ წყლის გაციების დრო პირდაპირპროპორციულია სითხესა და გარემოს შორის ტემპერატურული სხვაობისა. და თუ ყველა სხვა სითხე მთლიანად ექვემდებარება ამ კანონს, მაშინ წყალი ზოგიერთ შემთხვევაში გამონაკლისია.

რატომ იყინება ცხელი წყალი უფრო სწრაფად?ტ

არსებობს რამდენიმე ვერსია იმის შესახებ, თუ რატომ იყინება ცხელი წყალი უფრო სწრაფად, ვიდრე ცივი წყალი. მთავარია:

• ცხელი წყალი უფრო სწრაფად აორთქლდება, ხოლო მისი მოცულობა მცირდება, ხოლო სითხის უფრო მცირე მოცულობა უფრო სწრაფად კლებულობს - როდესაც წყალი გაცივდება + 100 ° C-დან 0 ° C-მდე, მოცულობის დანაკარგები ატმოსფერული წნევის დროს აღწევს 15% -ს;
• სითხესა და გარემოს შორის სითბოს გაცვლის ინტენსივობა რაც უფრო მაღალია, მით მეტია ტემპერატურის სხვაობა, ამიტომ მდუღარე წყლის სითბოს დაკარგვა უფრო სწრაფად გადის;
• როდესაც ცხელი წყალი გაცივდება, მის ზედაპირზე წარმოიქმნება ყინულის ქერქი, რომელიც ხელს უშლის სითხის სრულ გაყინვას და აორთქლებას;
• წყლის მაღალ ტემპერატურაზე ხდება მისი კონვექციური შერევა, რაც ამცირებს გაყინვის დროს;
• წყალში გახსნილი აირები აქვეითებენ გაყინვის წერტილს, იღებენ ენერგიას კრისტალების ფორმირებისთვის - ცხელ წყალში არ არის გახსნილი აირები.

ყველა ეს პირობა ექვემდებარება განმეორებით ექსპერიმენტულ შემოწმებას. კერძოდ, გერმანელმა მეცნიერმა დევიდ აუერბახმა აღმოაჩინა, რომ ცხელი წყლის კრისტალიზაციის ტემპერატურა ოდნავ უფრო მაღალია ვიდრე ცივი წყლის ტემპერატურა, რაც შესაძლებელს ხდის პირველის უფრო სწრაფად გაყინვას. თუმცა, მოგვიანებით მისი ექსპერიმენტები გააკრიტიკეს და ბევრი მეცნიერი დარწმუნებულია, რომ "მპემბას ეფექტი", რომლის შესახებაც წყალი უფრო სწრაფად იყინება - ცხელი თუ ცივი, შეიძლება მხოლოდ გარკვეულ პირობებში გამრავლდეს, რასაც აქამდე არავინ ეძებდა და აკონკრეტებდა.

როგორც ჩანს, ნათელია, რომ ცივი წყალი უფრო სწრაფად იყინება, ვიდრე ცხელი წყალი, რადგან თანაბარ პირობებში ცხელ წყალს უფრო მეტი დრო სჭირდება გაგრილებას და შემდგომ გაყინვას. თუმცა, ათასობით წლის დაკვირვებამ, ისევე როგორც თანამედროვე ექსპერიმენტებმა, აჩვენა, რომ პირიქითაც არის: გარკვეულ პირობებში ცხელი წყალი უფრო სწრაფად იყინება, ვიდრე ცივი წყალი. სამეცნიერო არხი Sciencium განმარტავს ამ ფენომენს:

როგორც ზემოთ მოცემულ ვიდეოშია ახსნილი, ფენომენი, როდესაც ცხელი წყალი ცივ წყალზე უფრო სწრაფად იყინება, ცნობილია როგორც Mpemba ეფექტი, რომელსაც ეწოდა ერასტო მპემბა, სტუდენტი ტანზანიიდან, რომელმაც ნაყინი დაამზადა სკოლის პროექტის ფარგლებში 1963 წელს. მოსწავლეებს ნაღების და შაქრის ნარევი უნდა მიეყვანათ ადუღებამდე, გაცივებულიყო და შემდეგ შედგებოდა საყინულეში.

სამაგიეროდ, ერასტომ დაუყონებლივ დააყენა ნარევი, ცხელი, გაციების მოლოდინის გარეშე. შედეგად, 1,5 საათის შემდეგ, მისი ნარევი უკვე გაყინული იყო, მაგრამ სხვა სტუდენტების ნარევები არ იყო. ამ ფენომენით დაინტერესებულმა მპემბამ საკითხის შესწავლა დაიწყო ფიზიკის პროფესორ დენის ოსბორნთან და 1969 წელს მათ გამოაქვეყნეს ნაშრომი, რომელშიც ნათქვამია, რომ თბილი წყალი უფრო სწრაფად იყინება, ვიდრე ცივი წყალი. ეს იყო ამ ტიპის პირველი რეცენზირებული კვლევა, მაგრამ თავად ფენომენი ნახსენებია არისტოტელეს ნაშრომებში, რომელიც დათარიღებულია ძვ.წ. IV საუკუნით. ე. ფრენსის ბეკონმა და დეკარტმაც აღნიშნეს ეს ფენომენი თავიანთ კვლევებში.

ვიდეოში მოცემულია რამდენიმე ვარიანტი იმის ასახსნელად, თუ რა ხდება:

1. Frost არის დიელექტრიკი და, შესაბამისად, ყინვაგამძლე ცივი წყალი უფრო კარგად ინახავს სითბოს, ვიდრე თბილი მინა, რომელიც დნება ყინულთან კონტაქტში.
2. ცივ წყალს უფრო მეტი დაშლილი აირები აქვს, ვიდრე თბილ წყალს, და მკვლევარები ვარაუდობენ, რომ ამან შესაძლოა როლი შეასრულოს გაგრილების სიჩქარეზე, თუმცა ჯერ უცნობია როგორ.
3. ცხელი წყალი აორთქლების შედეგად კარგავს წყლის მეტ მოლეკულას, რაც ნაკლებს ტოვებს გაყინვას
4. თბილ წყალს შეუძლია უფრო სწრაფად გაგრილება კონვექციური დენების გაზრდის გამო. ეს დინებები წარმოიქმნება იმის გამო, რომ ჭიქაში წყალი ჯერ ზედაპირზე და გვერდებზე გაცივდება, რაც იწვევს ცივი წყლის ჩაძირვას და ცხელი წყლის აწევას. თბილ მინაში კონვექციური დენები უფრო აქტიურია, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს გაგრილების სიჩქარეზე.

თუმცა, 2016 წელს ჩატარდა საგულდაგულოდ კონტროლირებადი კვლევა, რომელმაც საპირისპირო აჩვენა: ცხელი წყალი გაცილებით ნელა იყინებოდა, ვიდრე ცივი წყალი. ამავდროულად, მეცნიერებმა შენიშნეს, რომ თერმოწყვილის ადგილმდებარეობის შეცვლა - მოწყობილობა, რომელიც განსაზღვრავს ტემპერატურულ განსხვავებებს - მხოლოდ სანტიმეტრით იწვევს მპემბას ეფექტის გამოჩენას. სხვა მსგავსი სამუშაოების გამოკვლევამ აჩვენა, რომ ყველა შემთხვევაში, როდესაც ეს ეფექტი დაფიქსირდა, ადგილი ჰქონდა თერმოწყვილის გადაადგილებას სანტიმეტრში.

21.11.2017 11.10.2018 ალექსანდრე ფირცევი

« რომელი წყალი იყინება უფრო სწრაფად ცივი თუ ცხელი?„- შეეცადეთ დაუსვათ შეკითხვა თქვენს მეგობრებს, დიდი ალბათობით, უმეტესობა გიპასუხებთ, რომ ცივი წყალი უფრო სწრაფად იყინება - და შეცდება.

ფაქტობრივად, თუ საყინულეში ერთდროულად მოათავსებთ ერთნაირი ფორმისა და მოცულობის ორ ჭურჭელს, რომელთაგან ერთი შეიცავს ცივ წყალს, ხოლო მეორე ცხელს, მაშინ ცხელი წყალი უფრო სწრაფად გაიყინება.

ასეთი განცხადება შეიძლება აბსურდული და არაგონივრული ჩანდეს. ლოგიკურად, ცხელი წყალი ჯერ ცივ ტემპერატურამდე უნდა გაცივდეს, ცივი წყალი კი ამ დროს უკვე ყინულად უნდა იქცეს.

მაშ, რატომ უსწრებს ცხელი წყალი ცივ წყალს გაყინვისკენ მიმავალ გზაზე? შევეცადოთ გავერკვეთ.

დაკვირვებისა და კვლევის ისტორია

ხალხი უძველესი დროიდან აკვირდებოდა პარადოქსულ ეფექტს, მაგრამ დიდ მნიშვნელობას არავინ ანიჭებდა. ასე რომ, შეუსაბამობა ცივი და ცხელი წყლის გაყინვის სიჩქარეში აღინიშნა მათ შენიშვნებში Arestotel-ის, ისევე როგორც რენე დეკარტისა და ფრენსის ბეკონის მიერ. უჩვეულო ფენომენი ხშირად იჩენდა თავს ყოველდღიურ ცხოვრებაში.

დიდი ხნის განმავლობაში, ფენომენი არანაირად არ იყო შესწავლილი და მეცნიერთა დიდი ინტერესი არ გამოიწვია.

უჩვეულო ეფექტის შესწავლა 1963 წელს დაიწყო, როდესაც ცნობისმოყვარე სტუდენტმა ტანზანიიდან, ერასტო მპემბამ შენიშნა, რომ ნაყინისთვის ცხელი რძე უფრო სწრაფად იყინება, ვიდრე ცივი რძე. უჩვეულო ეფექტის მიზეზების ახსნა-განმარტების მიღების იმედით, ახალგაზრდამ სკოლაში ფიზიკის მასწავლებელს ჰკითხა. თუმცა მასწავლებელმა მას მხოლოდ იცინოდა.

მოგვიანებით მპემბამ ექსპერიმენტი გაიმეორა, მაგრამ თავის ექსპერიმენტში აღარ იყენებდა რძეს, არამედ წყალს და პარადოქსული ეფექტი ისევ განმეორდა.

ექვსი წლის შემდეგ, 1969 წელს, მპემბამ ეს კითხვა დაუსვა ფიზიკის პროფესორ დენის ოსბორნს, რომელიც მის სკოლაში მივიდა. პროფესორი დაინტერესდა ახალგაზრდა მამაკაცის დაკვირვებით, შედეგად, ჩატარდა ექსპერიმენტი, რომელმაც დაადასტურა ეფექტის არსებობა, მაგრამ ამ ფენომენის მიზეზები დადგენილი არ იყო.

მას შემდეგ ფენომენი ეწოდა მპემბას ეფექტი.

მეცნიერული დაკვირვებების ისტორიის მანძილზე მრავალი ჰიპოთეზა იყო წამოჭრილი ფენომენის გამომწვევი მიზეზების შესახებ.

ასე რომ, 2012 წელს, ბრიტანეთის სამეფო ქიმიის საზოგადოებამ გამოაცხადა ჰიპოთეზების კონკურსი Mpemba ეფექტის ასახსნელად. კონკურსში მონაწილეობდნენ მეცნიერები მთელი მსოფლიოდან, სულ დარეგისტრირდა 22000 სამეცნიერო ნაშრომი. სტატიების ასეთი შთამბეჭდავი რაოდენობის მიუხედავად, არცერთ მათგანს არ განუმარტავს მპემბას პარადოქსი.

ყველაზე გავრცელებული იყო ვერსია, რომლის მიხედვითაც, ცხელი წყალი უფრო სწრაფად იყინება, რადგან ის უბრალოდ უფრო სწრაფად აორთქლდება, მისი მოცულობა მცირდება და მოცულობის კლებასთან ერთად იზრდება მისი გაგრილების სიჩქარე. ყველაზე გავრცელებული ვერსია საბოლოოდ უარყო, რადგან ჩატარდა ექსპერიმენტი, რომელშიც აორთქლება გამოირიცხა, მაგრამ ეფექტი მაინც დადასტურდა.

სხვა მეცნიერებს მიაჩნდათ, რომ მპემბას ეფექტის მიზეზი წყალში გახსნილი აირების აორთქლებაა. მათი აზრით, გაცხელების პროცესში წყალში გახსნილი აირები აორთქლდება, რის გამოც ის ცივ წყალზე მეტ სიმკვრივეს იძენს. როგორც ცნობილია, სიმკვრივის მატება იწვევს წყლის ფიზიკური თვისებების ცვლილებას (თბოგამტარობის მატებას) და, შესაბამისად, გაგრილების სიჩქარის ზრდას.

გარდა ამისა, წამოაყენეს რამდენიმე ჰიპოთეზა, რომლებიც აღწერს წყლის მიმოქცევის სიჩქარეს ტემპერატურის ფუნქციის მიხედვით. მრავალ კვლევაში გაკეთდა მცდელობა დადგინებულიყო კავშირი იმ კონტეინერების მასალას შორის, რომელშიც მდებარეობდა სითხე. ბევრი თეორია ძალიან დამაჯერებლად ჩანდა, მაგრამ მათი მეცნიერულად დადასტურება ვერ მოხერხდა საწყისი მონაცემების ნაკლებობის, სხვა ექსპერიმენტებში წინააღმდეგობების გამო, ან იმის გამო, რომ გამოვლენილი ფაქტორები უბრალოდ არ იყო შედარებული წყლის გაგრილების სიჩქარესთან. ზოგიერთი მეცნიერი თავის ნაშრომებში ეჭვქვეშ აყენებს ეფექტის არსებობას.

2013 წელს სინგაპურის ნანიანგის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის მკვლევარებმა განაცხადეს, რომ ამოხსნეს მპემბას ეფექტის საიდუმლო. მათი კვლევის მიხედვით, ფენომენის მიზეზი მდგომარეობს იმაში, რომ ცივი და ცხელი წყლის მოლეკულებს შორის წყალბადის ობლიგაციებში შენახული ენერგიის რაოდენობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება.

კომპიუტერულმა სიმულაციის მეთოდებმა აჩვენა შემდეგი შედეგები: რაც უფრო მაღალია წყლის ტემპერატურა, მით მეტია მანძილი მოლეკულებს შორის იმის გამო, რომ იზრდება საგრებელი ძალები. შესაბამისად, მოლეკულების წყალბადის ბმები იჭიმება, რაც მეტ ენერგიას ინახავს. როდესაც გაცივდება, მოლეკულები იწყებენ ერთმანეთთან მიახლოებას, ათავისუფლებენ ენერგიას წყალბადის ბმებიდან. ამ შემთხვევაში ენერგიის გამოყოფას თან ახლავს ტემპერატურის შემცირება.

2017 წლის ოქტომბერში ესპანელმა ფიზიკოსებმა კიდევ ერთი კვლევის დროს დაადგინეს, რომ ეფექტის ფორმირებაში დიდ როლს თამაშობს მატერიის წონასწორობიდან მოცილება (ძლიერი გათბობა ძლიერ გაგრილებამდე). მათ განსაზღვრეს პირობები, რომლებშიც ეფექტის ალბათობა მაქსიმალურია. გარდა ამისა, ესპანელმა მეცნიერებმა დაადასტურეს საპირისპირო მპემბას ეფექტის არსებობა. მათ დაადგინეს, რომ გაცხელებისას ცივი ნიმუში უფრო სწრაფად აღწევს მაღალ ტემპერატურას, ვიდრე თბილი.

მიუხედავად ამომწურავი ინფორმაციისა და მრავალი ექსპერიმენტისა, მეცნიერები აპირებენ გააგრძელონ ეფექტის შესწავლა.

Mpemba ეფექტი რეალურ ცხოვრებაში

ოდესმე დაფიქრებულხართ, რატომ ივსება ყინულის მოედანი ზამთარში ცხელი წყლით და არა ცივი? როგორც უკვე მიხვდით, ისინი ამას იმიტომ აკეთებენ, რომ ცხელი წყლით სავსე სასრიალო მოედანი უფრო სწრაფად გაიყინება, ვიდრე ცივი წყლით სავსე. ამავე მიზეზით, ზამთრის ყინულის ქალაქებში სლაიდები ცხელ წყალს ასხამენ.

ამრიგად, ფენომენის არსებობის შესახებ ცოდნა საშუალებას აძლევს ადამიანებს დაზოგონ დრო ზამთრის სპორტისთვის ადგილების მომზადებისას.

გარდა ამისა, მპემბას ეფექტი ზოგჯერ გამოიყენება ინდუსტრიაში - წყლის შემცველი პროდუქტების, ნივთიერებებისა და მასალების გაყინვის დროის შესამცირებლად.