Pikabu

. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.

. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.

. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.

. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.

. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.

. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.
. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.
. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.

. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.
. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.
. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.
. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.

Hidrosferin topraklarının sulu kabuğu, dünyanın yüzeyindeki yaklaşık% 71'dir. Bağlı durumda, su hem litosferin ölümlü kabuğunda hem de bu tür suyun rezervlerinin (bir saniye!), Hidrosferdeki serbest su kütlesine yaklaşık olarak eşit olduğu tahmin ediliyor. Erime sırasında 1 km³ granitin 26 milyon ton su tahsis edilebileceği tespit edildi. Kadınların daha fazla "rezervi" V., Mantel'de haftada derinlemesine haftada mahkum edildi. Milyar Km³ su, yani, hidrosferden daha fazla. Ancak, her yıl volkanların yüzeyinde bu tür bir sudan sadece 1 km³ gerçekleştirilir. Endüstri, termal rejiminin, ikliminin ve havanın oluşumunda, dünyanın jeolojik tarihinin belirleyici rolünü oynadı ve oynuyor. Bu Her şeyden uzak, bu ilginç, uzun zamandır bilinen, ancak birçok yönden gizemli, bu kadar bol ve çok eksik bir konuda basit su hakkında bilinmektedir.

. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.
. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.
. Onun sayesinde, bazı ürünlerin ve malzemelerin donma süresi azalır, bu da su içerir.
Konudaki video

Soğuk hava, ülkemizin çoğunun karakteristiğidir. Şu anda kayak yapmasına ek olarak, su ile bazı deneyler yapılabilir. Örneğin, sıcak su havaya atın, böylece kar sağlar. Bu muhteşem numara, Aristoteles'in zamanından bu yana bilinen ilginç bir gerçeğe dayanmaktadır.

Basitçe tarif edilir - sıcak su soğuktan daha hızlı dondurur. Bu özellik, MPEMB'nin etkisinin adını aldı. Tanzanya schoolboy bu fenomeni 1963'te keşfetti. Peki neden sıcak su soğuktan daha hızlı donuyor?

Dondurma ile Deneyler

Erasto Mpembea ve okulundaki diğer çocuklar genellikle bir okul donma odası kullanarak dondurma yaptı. İşlem aşağıdaki gibidir: sütü haşlanmışlar ve şekerle karıştırdılar. Bundan sonra, bu karışım dondurucuya yerleştirildi. Ve bir kez MPemba acele etti ve elde edilen maddeyi ısıtılmış durumda soğumaya koyun.

Konudaki video

Dondurmasının bir sınıf arkadaşından daha hızlı çıktığı ortaya çıktı. Ama orada birkaç kişi bir okul çocuğuna inanıyordu ve 1969'da MPemba, Profesör Fizikçilerle birlikte yayınlandı. Makale. Bu vesileyle. Bu etki her zaman gözlemlenmez, bu yüzden evde tekrarlamaya çalışırsanız, olacağı gerçeğinden uzak durun. Muhtemelen var birkaç neden .

Bu etkinin açıklama sürümleri

MPemba'nın etkisinin tespiti, bu fenomeni açıklamak için mutlak doğruluklara izin vermedi. Bu süreci tam olarak anlamak için henüz başarılı olmamıştır, ancak bilimsel anlaşmazlıklar çok gerçekleştirilir. Ve MPemba'nın etkisini açıklamanın birkaç versiyonu var.

En sık gelişmiş hipotez - sıcak su kütle kaybı nedeniyle buharlaşır. Sonuç olarak, sıvı donar, daha az ısı kaybeder. Bununla birlikte, MPembi'nin etkisinin buharlaşmanın olmadığı kapalı kaplarda gözlemlendiğinde vakalar vardı.

Başka bir varsayım, suyun, soğutulduğu için konveksiyon akışlarını ve sıcaklık gradyanları geliştirmesidir. Sıcak suya sahip hızlı bir soğutma camının, yüzeyden ısı çıkarmak için büyük sıcaklık farklılıklarına ve daha hızlı olacaktır. Düzgün bir şekilde soğutulmuş bir bardak su daha küçük bir sıcaklık farkı vardır. Ayrıca işlemi hızlandırmak daha az konveksiyon elde edin.

Konudaki video

Diğer teoriler de var. Örneğin, bunlardan birine göre, çözünmüş gazların donma işleminde sudaki etkisi. 2013 yılında Singapur'dan bir grup araştırmacı önerildi MPEMBA'nın etkisinin açıklamasının sürümünüz. Onlara göre, çözelti sudaki kimyasal bağların benzersiz özelliklerinde yer almaktadır.

Bilindiği gibi, standart su molekülü bir oksijen atomu ve iki hidrojen atomu içerir. Kovalent bağlarla bağlanırlar. Ancak, birkaç molekülün bir bileşiği meydana geldiğinde, hidrojen atomları ayrıca diğer moleküllerde oksijen atomlarıyla bağlantılar oluşturur. Bu hidrojen bağları, nispeten yüksek bir kaynama noktası ve donma sırasında azalmış bir yoğunluk gibi özelliklerinden bazılarının bazı özelliklerini içerir.

Araştırmacılar, kaynamış su moleküllerinin yayıldığına, hidrojen bağlarını genişlettiğine inanıyor. Ancak sınırlı hacim nedeniyle, bireysel moleküllerde kovalent bağlar sıkıştırılmış, enerji biriktirilir. Su bu durumda donarsa, bağlantılar enerjiyi "kilidi açılmış bir yay" biçiminde serbest bırakır, daha hızlı soğutulur.

Konudaki video

Ancak, tüm uzmanlar, MPemb'nin etkisinin bir yorumunu kabul etmemektedir. Birisi, uzmanları teorilerinin yeni bir su özelliğini tahmin edebileceği gerçeğini suçluyor. Ancak, olağan anlayışta değildir. Stanford Üniversitesi'nden kimyager Richard şafak, sıcak suyun hızlı donmanın çoğunlukla buharlaşmaya bağlı olduğunu düşünüyor.

Büyük olasılıkla, tam olarak bu nedenle, MPEMBE'nin etkisi oluşur. Belki de gelecekteki bilim adamları tamamen kanıtlayabilecekler ya da açıklamada bazı değişiklikler getirebileceklerdir.

Mpemba etkisi veya neden sıcak su soğuktan daha hızlı dondurulur?

Mpemba etkisi (MPembi Paradox) - Bazı koşullarda sıcak suyun soğuktan daha hızlı donduğunu söyleyen bir paradoks, donma işleminde soğuk suyun sıcaklığına geçmesi gerektiğini söyleyen bir paradoks. Bu paradoks, aynı koşullarda, belirli bir sıcaklığa soğutulması için daha fazla ısıtılmış gövdenin, aynı sıcaklığa soğutmak için daha az ısıtılmış gövdenden daha fazla zaman gerektirdiği, her zamanki fikirleri çelişen deneysel bir gerçektir.

Bu fenomen, bir anda Aristoteles, Francis Bacon ve Rene Descart'ta fark edildi, ancak 1963'te Tanzanya schoolboy Erassto Mpembea, sıcak dondurma karışımının soğuktan daha hızlı donduğunu buldu.

Tanzanya'daki Magambaba Lisesi öğrencisi olarak, Erasto Mpembea aşçı kasası üzerinde pratik çalışmalar yaptı. Ev yapımı dondurma yapması gerekiyordu - sütü kaynatması, şekeri çözün, oda sıcaklığına kadar soğutuldu ve daha sonra donma için buzdolabına koydu. Görünüşe göre, MPembba özellikle çalışkan bir öğrenci değildi ve görevin ilk bölümünün yerine getirilmesiyle hazırlandı. Dersin sonu için zamanın olmayacağından korkmak, buzdolabını hala sıcak süt koydu. Sürprizine, belirli bir teknolojiye göre pişmiş yoldaşlarının sütünden daha erken dondu.

Bundan sonra, MPemba sadece sütle değil, sıradan suyla da denenmiştir. HER ZAMAN, Zaten Mkvava Lisesi'nin öğrencisi olarak, Dar Es Sorama'daki Üniversite Koleji'nden Profesör Dennis Osborne'nin sorunu sordu (öğrencileri üniversite sınıfındaki fizik konularında dersler: "İki özdeşleşirseniz Eşit hacimli su içeren kaplar, böylece bunlardan birinde, suyun 35 ° C'lik bir sıcaklığa sahiptir ve diğer - 100 ° C'ye sahiptir ve bunları dondurucuya koyun, daha sonra ikinci suda daha hızlı donar. Neden? " Osborne bu konuyla ilgilendi ve 1969'da, MPemba ile birlikte "Fizik Eğitimi" dergisindeki deneylerinin sonuçlarını yayınladı. O zamandan beri, sonuç bulunan etkisi denir Mpemba etkisi .

Şimdiye kadar, kimse bu garip etkiyi nasıl açıklayacağını bilmiyor. Bilim adamlarının pek çok şey olmasına rağmen, tek bir versiyonu yoktur. Her şey sıcak ve soğuk suyun özelliklerindeki farklılığıyla ilgilidir, ancak bu durumda hangi özelliklerin rol oynadığı henüz belli değil: süper soğutma, buharlaşma, buz oluşumu, konveksiyon veya boşaltılan gazların su üzerinde farklı sıcaklıklar.

MPEMBA'nın etkisinin paradoksiyelliği, vücudun ortam sıcaklığına kadar soğuduğu sürenin, bu vücudun ve çevrenin sıcaklıklarındaki farkla orantılı olması gerektiğidir. Bu yasa hala Newton tarafından kuruldu ve o zamandan beri birçok kez pratikte onaylandı. Bu etkide, 100 ° C sıcaklığa sahip su, 35 ° C sıcaklığa sahip aynı miktarda sudan 0 ° C sıcaklığa kadar soğutur.

Bununla birlikte, bir paradoks anlamına gelmez, çünkü MPemba'nın etkisi bir açıklama bulabilir ve ünlü fizik çerçevesinde bulunabilir. İşte MPembu'nun etkisinin birkaç açıklaması:

Buharlaşma

Sıcak su, kaptan daha hızlı buharlaşır, böylece hacmini azaltır ve aynı sıcaklıkta daha küçük su hacmi daha hızlı dondurur. Su ile 100'e kadar ısıtılır, 0 ° C'ye soğutma sırasında kütlesinin% 16'sını kaybeder.

Buharlaşma - Çift Etkinin Etkisi. İlk olarak, soğutma için gerekli olan su kütlesi azalır. İkincisi, su fazından buhar aşamasına geçişin buharlaştırılmasının ısısının azalması nedeniyle sıcaklık azalır.

Sıcaklık farkı

Sıcak su ve soğuk hava arasındaki sıcaklık farkının daha fazla olduğu gerçeğinden dolayı - bu nedenle ısı değişimi bu durumda daha yoğun ve sıcak su daha hızlı soğutulur.

Süper soğutucu

Su 0 c'nin altında soğutulduğunda her zaman donmaz. Bazı koşullar altında, donma noktasının sıcaklığının altındaki sıcaklıklarda sıvı kalmaya devam ederek hipotermiye geçebilir. Bazı durumlarda, su -20 C sıcaklığında bile sıvı kalabilir.

Bu etkinin nedeni, ilk buz kristallerinin oluşturulması için kristal oluşum merkezlerine ihtiyaç duymasıdır. Sıvı suda değillerse, sıcaklık, kristallerin kendiliğinden oluşturmaya başlayacağı kadar sıcaklığa düşene kadar süper soğutma devam eder. Süper soğutulmuş bir akışkanda oluşturmaya başladıklarında, donmanın buz oluşturacağı bir Lört Shuhuh oluşturarak daha hızlı büyümeye başlayacaklar.

Sıcak su süper soğutma için en hassastır, çünkü ısıtma çözünmüş gazları ve kabarcıkları ortadan kaldırır, bu da buz kristallerinin oluşumu için merkez olarak hizmet edebilir.

Süper soğutma neden sıcak suyun daha hızlı yapışmasına neden olur? Soğuk su durumunda, aşağıdakilerle aşırı pişmemiş değildir. Bu durumda, ince buz tabakası kabın yüzeyinde oluşturulacaktır. Bu buz tabakası su ve soğuk hava arasında bir yalıtkan olarak hareket eder ve daha fazla buharlaştırmayı önler. Bu durumda buz kristallerinin oluşumu oranı daha az olacaktır. Sıcak su durumunda, süper soğutma, süper soğutulmuş suyun koruyucu bir yüzey buz tabakasına sahip değildir. Bu nedenle, açık üstten daha hızlı ısı kaybeder.

Hipotermi bitkileri ve su donması süreci, çok daha fazla ısı kaybolur ve bu nedenle daha fazla buz oluşur.

Bu etkinin birçok araştırması, MPEMB etkisi durumunda süper soğutmayı ana faktöre yöneliktir.

Konveksiyon

Soğuk su yukarıdan donmaya başlar, böylece ısı emisyonu ve konveksiyonun süreçlerini ve bu nedenle ısı kaybını kötüleştirirken, sıcak su aşağıdan donmaya başlar.

Su yoğunluğu anomalinin bu etkisi açıklanmaktadır. Su, 4 ° C'de maksimum yoğunluğa sahiptir. Suyu 4 S'ye soğutun ve daha düşük bir sıcaklığa koyun, su yüzey tabakası daha hızlı donacaktır. Bu su, 4 S'nin bir sıcaklığında sudan daha az yoğun olduğundan, ince bir soğuk tabaka oluşturarak yüzeyde kalacaktır. Bu şartlar altında, ince buz tabakası, suyun yüzeyinde kısa bir süre boyunca oluşturulacaktır, ancak bu buz tabakası, 4 C sıcaklığında kalacak olan su katmanlarını koruyan bir yalıtkan olacaktır. Bu nedenle, daha fazla soğutma işlemi yavaş olacaktır.

Sıcak su durumunda, durum tamamen farklıdır. Buharlaşma ve daha büyük sıcaklık farkı nedeniyle yüzey su tabakası daha hızlı soğutulacaktır. Ek olarak, soğuk su katmanları, sıcak su katmanlarından daha yoğundur, bu nedenle soğuk su tabakası düşer, yüzeye bir ılık su tabakasını kaldırır. Bu tür su sirkülasyonu sıcaklıkta hızlı bir düşüş sağlar.

Fakat bu işlem neden denge noktasına ulaşmıyor? MPemba'nın bu konveksiyon açısından etkisini açıklamak için, soğuk ve sıcak su katmanlarının ayrıldığını ve konveksiyon işleminin 4 C'nin altındaki ortalama su sıcaklığı düşmesinden sonra sürekli devam etmesi gerekecektir.

Bununla birlikte, bu hipotezi, soğuk ve sıcak su katmanlarının konveksiyon sırasında bölündüğü hipotezi onaylayacak deneysel veriler yoktur.

Çözünmüş gazlar

Su her zaman içinde çözünmüş gazlar içerir - oksijen ve karbondioksit. Bu gazlar, su donma noktasını azaltma yeteneğine sahiptir. Su ısıtıldığında, bu gazlar sudan çıkarılır, çünkü sudaki çözünürlükleri aşağıdaki yüksek sıcaklıklarda. Bu nedenle, sıcak su soğutulduğunda, ısıtılmayan soğuk suya göre her zaman daha az çözünmüş gaz vardır. Bu nedenle, ısıtılmış suyun donma noktası daha yüksektir ve daha hızlı dondurur. Bu faktör bazen bu gerçeği onaylayan deneysel veri olmamasına rağmen, MPEMB'nin etkisini açıklarken ana şey olarak kabul edilir.

Termal iletkenlik

Bu mekanizma, su soğutma odasının dondurucusuna küçük kaplardaki dondurucuya yerleştirildiğinde önemli bir rol oynayabilir. Bu şartlar altında, sıcak su kabının bir dondurucudan dondurucu bir buzu tarafından kaydırıldığı, böylece dondurucu duvar ve termal iletkenlik ile termal teması arttırdığı belirtilmektedir. Sonuç olarak, ısı kaptan sıcak suyla soğuktan daha hızlı çıkarılır. Buna karşılık, soğuk suya sahip konteyner karın altının altında tutmaz.

Bütün bunlar (diğerlerinin yanı sıra) birçok deneyde çalışıldı, ancak soruya açık bir cevap, bunlardan hangisinin MPembe etkisinin yüzde yüz çoğaltılmasını sağladığı ve alınmadı.

Örneğin, 1995 yılında, Alman fizikçi David Auerbach, su hipotermisinin bu etki üzerindeki etkisini inceledi. Sıcak suyun, süper soğutulmuş bir duruma ulaştığını, soğuktan daha yüksek bir sıcaklıkta donduğunu buldu, bu da ikincisi daha hızlı demektir. Ancak soğuk su, sıcaktan daha hızlı bir şekilde daha hızlı bir şekilde ulaşır, böylece önceki gecikmeyi telafi eder.

Ayrıca, Auerbakh sonuçları, daha az sayıda kristalizasyon merkezinden dolayı sıcak suyun daha yüksek aşırı soğutma elde etme yeteneğine sahip olması, daha önce elde edilen verileri çelişmektedir. Sudan ısıtıldığında, içinde çözünen gazlar çıkarılır ve kaynamış sırasında, içinde çözünen bazı tuzlar çökeltilir.

Şimdiye kadar sadece bir şey mümkün olduğunu söyleyebilirsiniz - bu etkinin çoğaltılması, deneyin yapıldığı koşullara önemli ölçüde bağlıdır. Tam olarak bu her zaman çoğaltılmadığından.

O. V. Mosin

Edebi Kaynaklar :

"Sıcak su soğuk suydan daha hızlı donuyor. Neden öyle ki?", Jearl Walker the Amateur Scientist, Scientifier American, Vol. 237, Hayır. 3, PP 246-257; Eylül 1977.

"Sıcak ve soğuk suyun donması", g .S. Kell, American Journal of Physics, Vol. 37, Hayır. 5, pp 564-565; Mayıs 1969.

"Süper soğutma ve MPemba etkisi", David Auerbach, Amerikan Fizik Dergisi, Vol. 63, Hayır. 10, PP 882-885; Eki 1995.

"MPEMBA etkisi: sıcak ve soğuk suyun donma zamanları", Charles A. Knight, Amerikan Fizik Dergisi, Vol. 64, Hayır. 5, p 524; Mayıs 1996.

"Nihai Kelime", yeni bilim adamı, 2. 1995 reddetti.

Merhaba, habr! Dikkatinize "Neden sıcak su, soğuk-fizikçilerden daha hızlı donar Neden Momba etkisini çözer".

Tercümandan: Bütün hayatı bir soru yaşadı ve burada tekrar açıkladınız.

Kaynama suyu neden soğuk suyun en hızlı donduğunu, videoya söyler:

Özet: Su moleküllerdeki hidrojen bağlarının varlığı nedeniyle, o-H'nin kovalent bağlarının yapılandırmasında bir değişiklik değiştirilir, bunlar içindeki ilave enerji kaynakları ile, soğutma sırasında serbest bırakılır ve donmaya müdahale eden ek bir ısıtma olarak çalışmaktadır. Sıcak suda, hidrojen bağları gerilir, kovalent gergin değil, enerji rezervi düşük soğutma ve donma daha hızlıdır. Bazı karakteristik zaman var. Tau. Soğutma işlemi yavaşça giderse, hidrojen bağlarını oluşturmak için gerekli olan MPEMB'nin etkisi kaybolur. Soğutma işlemi nispeten hızlısa (onlarca dakika kadar), efekt ifade edilir. Muhtemelen, etkinin göründüğü, ancak bu makaleye yansıtılmamalıdır.

Orijinal makaleden, okuyucunun, enerjinin kovalent bağlarda olduğu tüm netlikte görmesi gerektiğine bakıldığında, daha sonra ek ısı formunda serbest bırakılabilen, soğuk suyu önleyebilecek bir görüntü.

Sorunun Tarihi

Aristoteles ilk olarak, sıcak suyun soğuktan daha hızlı donduğu, ancak kimyacılar bu paradoksu açıklamayı her zaman reddetti. Bu güne kadar.

Su, dünyadaki en sıradan maddelerden biridir, ancak aynı zamanda en gizemli olanlardan biridir. Örneğin, çoğu sıvıda olduğu gibi, yoğunluğu soğutma sırasında büyür. Bununla birlikte, geri kalanının aksine, yoğunluğu 4C'nin bir sıcaklığında maksimum seviyeye ulaşır ve daha sonra kristalleşme sıcaklığına kadar azaltılmaya başlar.

Katı fazda, su biraz daha küçük bir yoğunluğa sahiptir, bu yüzden buzun yüzeyinde buz yüzmeleridir. Bu, dünyadaki yaşamın varlığının sebeplerinden biridir - buz, suyun daha yoğun olması durumunda, daha sonra donma sırasında, göllerin ve okyanusların dibini düşürür, bu da hayatı etkileyen birçok kimyasal işlem türünü imkansız hale getirecek mümkün.

Öyleyse, Dondurma için sıcak karışımın, 1960'ların başında bir yerde, dondurma için sıcak karışımın soğukluğun soğukluğundan daha hızlı donduğunu bulduğu garip bir membaby etkisi var. (Aslında, bu etki tarihteki birçok araştırmacı tarafından, Aristoteles, Francis Bacon ve Descartes Rene ile başlayarak kaydedildi).

Mpemba etkisi Sıcak suyun daha hızlı soğuk donmasıdır. Bu etki, aşağıda belirtilen çeşitli açıklamaları olan çeşitli durumlarda ölçüldü. Fikirlerden biri, sıcak damarların dondurucu ile en iyi termal temasa sahip olması ve ısıyı daha verimli bir şekilde çıkarmasıdır. Diğeri ise ılık suyun daha hızlı buharlaşmasıdır ve bu işlem bir endotermik olduğundan (sıcaklığın emilimi ile birlikte gelir) - daha sonra donmayı hızlandırır.

Bu açıklamaların hiçbiri makul görünüyor, bu yüzden hala gerçek bir açıklama yoktu.

Etkinin yeni bir açıklaması (şimdi kesinlikle doğru)

Bugün, Nangang Teknoloji Üniversitesi'nden Chang, Singapur Üniversitesi'nden ve böyle bir meslektaşlarının birçoğu. Bu adamlar, MPEM'lerin etkisinin, çeşitli iletişim türlerinin benzersiz özelliklerinin, su moleküllerini bir araya getirdiğini savunuyorlar.

Peki bu bağlantılarda aynı olanı? Her su molekülü, geleneksel bir kovalent bağ ile iki düşük hidrojen atomuna bağlı nispeten büyük bir oksijen atomundan oluşur. Ancak birkaç su molekülü yerleştirirseniz, hidrojen bağları da önemli bir rol oynamaya başlayacaktır. Bunun nedeni, bir molekülün hidrojen atomlarının başka bir molekülün oksijeni yakınında bulunduğu ve bununla etkileşime girmesi nedeniyledir. Hidrojen bağları, kovalentten çok daha zayıf (yaklaşık 10 kez), ancak dikey duvarlara yapıştırmak için bir heckon kullanan Van der Galler kuvvetlerinden daha güçlüdür.

Kimyacılar bu bağların öneminin farkındalar. Örneğin, kaynama suyun, hidrojen bağlarının molekülleri bir arada tutması nedeniyle benzer moleküllere sahip diğer sıvılarınkinden çok daha yüksektir.

Ancak son yıllarda, kimyager, hidrojen bağlarını oynayabilecek diğer rollerle giderek daha fazla ilgileniyorlar. Örneğin, ince kılcalamanlardaki su molekülleri, hidrojen bağlarıyla tutulan uzun zincirler oluşturur. Bu, suyun yapraklardan buharlaşmasını sağlayan bitkiler için bu çok önemlidir. Su moleküllerinin zincirini köklerden yukarı sürükler.

Şimdi, ortak yazarlarla, hidrojen bağlarının MPemBE'nin etkisini de açıkladığını savunuyorlar. Anahtar fikri, hidrojen bağlarının daha yoğun bir su moleküllerinin yoğun bir temasını neden olmasıdır ve bu meydana geldiğinde, moleküller arasındaki doğal itme, kovalent bağların sıkıştırılmasına ve bunlarda enerji birikimine neden olur.

Bununla birlikte, sıvı ısıtıldığında, moleküller arasındaki mesafe artar ve hidrojen bağları gerilir. Aynı zamanda kovalent bağların uzunluğunu arttırmanızı ve böylece bunlarda biriken enerjiyi geri alır. Teorinin önemli bir unsuru, kovalent bağların, soğumaya eşdeğer olarak biriken enerji verdiği bir sürecin olmasıdır!

Aslında, bu etki olağan soğutma işlemini arttırır. Böylece, sıcak su soğuktan daha hızlı soğutulmalıdır, yazarlar tartışır. Ve bu tam olarak aldatmacanın etkisinde gözlemlediğimiz şey.

Neden yeni bir açıklama öncekinden daha iyidir?

Bu adamlar ek soğutma miktarını hesapladı ve deneylerde gözlenen farklara tam olarak karşılık geldiğini gösterdi. Sıcak ve soğuk su soğutma oranlarında farkın ölçülmesi üzerine. VERİM! Bu, halen kimyacilerin geceleri uyumamayacaklarının karmaşık ve gizemli özelliklerine ilginç bir bakış. Zi ve ortak yazarların fikrinin ikna edici olmasına rağmen, diğer fizyelerin çürütmek zorunda kalacağı bir teorisyenlerin bir başka hatası olabilir. Bunun nedeni, teorilerin prediktif gücü olmadığı için (en azından - orijinal makalede).

Zi ve ortak yazarların, sıradan akıl yürütmesinden elde edilmeyen suyun yeni özelliklerinin öngörülmesi için teorilerinden yararlanmaları gerekir. Örneğin, kovalent bağlar kısalırsa, bu, bazı yeni ölçülen özelliklere yol açmalıdır, bu, aksi takdirde kendilerini tezahür etmek zorunda kalmaz. Bu tür özelliklerin açılması ve ölçümü, mevcut formundaki teori yoksun olan pastanın üzerindeki son kiraz olur.

Öyleyse, adamların MPemb'in etkisini açıklamış olmasına rağmen, başkalarını ikna etmek için biraz podnaping gerekir.

Olabileceği gibi, ilginç bir teori var.

P.S. 2016 yılında, ortak yazarlardan biri - Chang Sun (Chang Q. Sun) Yi Sun (Yi Sun) ile birlikte, yüzey etkileri, konveksiyon, difüzyon, radyasyon ve diğerleri dikkate alınarak önerilen teorinin daha eksiksiz bir ifadesini yayınladı. faktörler - ve deney ile iyi anlaşma (Springer).

Edebiyat

Edebiyat

Ref: arxiv.org/abs/1310.6514: O: H-O Bond Anormal Gevşeme MPemba Paradoks Çözme

Orijinal: https://medium.com/the-physics-arxiv-blog/why-hot-water-freezes-faster-than-cold-physicists-solve-the-mpemba-effect-d8a2f611E853

Neden "tekrar açıklandı" - ve zaten olduğu için:

  1. https://doi.org/10.1103/physrevx.9.021060
  2. Dengeli olmayan Markov İşlemleri: Bazı olağandışı yörüngeleri dengede daha hızlı bir şekilde daha hızlı takip edebilir, bu nedenle hızlı soğutma kaynar suyu böyle bir "hızlandırılmış" yörüngeye düşer ve soğuk suyun (daha fazla denge koşullarında soğutulur) gerilir.
  3. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jctc.6b00735
  4. Kristalleşmeyi engelleyen kümeler (ayrıca hidrojen bağları nedeniyle). Kaynar suda, bu tür bir küme bulunmamaktadır ve donması sırasında, formun dondurucu dışındaki uzun süredir soğuk uzun süredir form edilmesi ve suda olması için zamanları yoktur ve normalde donması için vermezler.
  5. https://aapt.scitation.org/doi/10/1119/1.18059
  6. Asıl sıcak suda zayıf olan donma noktasının altındaki süper soğutma, çünkü karışıklık daha büyük ve dondurucu sürecinde dondurucuda organize etmek yeterli değil. (Ama burada açıkça bir sorundur - deneylerde, sıcak suyun tüm soğutma eğrisi, sadece donma işlemi değil, sadece donma işlemi değil, soğutmayı yavaşlatılmasından etkilenmesi gerektiğinde, bu "bozukluğu" değil, ve ivme).

https://www.scicedirect.com/science/article/pii/s0140700716302869.

Su yüzeyden buharlaşır ve ısı alır. Sıcak su daha hızlıdır (yalnızca sıcaklıkları hizaladıktan sonra, sıcak olan su, orijinal olarak soğuk olan sudan daha soğuk olmasına rağmen, daha aktif olarak buharlaşmaya devam eder).

https://www.scicedirect.com/science/article/pii/s0017931014008072.

Video.

Isı değişimini artıran tüm şarap konveksiyonları (konveksiyon akışları atalet üzerinde döner ve gözlüklerin sıcaklığından sonra ve bundan sonra uzun süredir).

Amerikan Fizik Dergisi 77, 27 (2009); https://doi.org/10/1119/1.2996187

Sonuçta, safsızlıkların çözülmesi (gazlar?). Su saflarından daha az kaynar, daha hızlı donuyor.

Sonuç

Sıcak suyun olgusu, Soğuk algınlığından daha büyük bir hızla dondurulmuş, scam'ın etkisi olarak bilimde bilinir. Bu paradoksal fenomen üzerinde, Aristoteles, Francis Bacon ve René descartes gibi harika beyinler yukarıda yansıtıldı, ancak binyıl için kimse bu fenomen için makul bir açıklama sunamadı.

SADECE 1963'te, Tantanik Cumhuriyeti'nden bir okul çocuğu, Erasto Mpembe, bu etkiyi dondurma örneği üzerinde fark etti, ancak hiçbir yetişkinin ona bir açıklama yapmadı. Bununla birlikte, fizikçiler ve kimyacılar çok basit, ama bu kadar anlaşılmaz bir fenomen hakkında ciddi düşünülmüşlerdir.

O zamandan beri, bir tanesi aşağıdaki gibi görünen farklı versiyonlar ifade etmişlerdir: sıcak suyun bazıları ilk önce buharlaştırılır ve daha sonra, miktarından daha az kaldığında, su daha hızlı dondurur. Bu sürüm, sadeliği sayesinde en popüler hale geldi, ancak bilim adamları tam olarak tatmin etmedi. Günümüzde, kimyager Si Zhanom (Xi Zhang) başkanlığındaki Singapur (Nanyang Teknoloji Üniversitesi) Teknoloji Üniversitesi Üniversitesi'nden bir araştırmacı ekibi, ılık suyun neden soğuktan daha hızlı donmasıyla ilgili bir asırlık bir bilmeceye izin vermeyi başardığını belirtti. Çinli uzmanların bulunduğu için, sır, su molekülleri arasındaki hidrojen bağlarında depolanan enerji miktarında yatmaktadır.

Bilindiği gibi, su molekülleri bir oksijen atomundan ve parçacık seviyesinde elektron değişimi gibi görünen kovalent bağlarla birlikte tutulan iki hidrojen atomundan oluşur. Bir diğer ünlü bir gerçek, hidrojen atomlarının, komşu moleküllerden oksijen atomlarından etkilenmesidir - aynı zamanda hidrojen bağları oluşur.

MPemba etkisi ilginçtir, bu yüzden çalışmaya devam ediyor. Çalışmalar hemen birkaç yöne yapılır. Bilim adamları kesinlikle açıklanamaz paradoksun nedenini bulacaklar ve insanların kullanmanın olanaklarını genişletmelerine izin vereceklerdir.

Aynı zamanda, su molekülleri genellikle birbirlerinden kovulur. Singapur'dan bilim adamları fark etti: sıcak su, kovucu kuvvetlerdeki artış nedeniyle sıvı molekülleri arasındaki mesafe daha büyük. Sonuç olarak, hidrojen bağları gerilir ve bu nedenle daha fazla enerji rezerve edilir. Bu enerji, su soğutulduğunda serbest bırakılır - moleküller birbirlerine daha yakın olur. Ve enerjinin geri dönüşü, bildiğiniz gibi ve soğutma anlamına gelir.

Kimyagerler, ARXIV.org'un ön dönüşleri web sitesinde, sıcak suda, hidrojen bağları, soğuktan daha güçlüdür. Böylece, sıcak suyun hidrojen bağlarında, daha fazla enerji depolandığı, bu da eksi sıcaklıklara soğutma sırasında daha fazla serbest bırakıldığı anlamına gelir. Bu nedenle dondurulmuş daha hızlı.

Bugüne kadar, bilim adamları bu gizemi sadece teorik olarak çözdüler. Sürümlerinin ikna edici kanıtlarını sunduklarında, sıcak suyun neden soğuktan daha hızlı dondurulması sorusu, kapatılması mümkün olacaktır. Ayrıca konuda: 100 yaşındaki bilim adamları, Çaydanlıkların nedenini nedenini anlayamadı. Zenon Sıcak su neden soğuktan daha hızlı donuyor? Bu, inanılmaz geliyor, çünkü donma işleminde, ılık su soğuk suyun sıcaklığını geçmesi gerekir. Bu arada, bu efekti kullanılır. Örneğin, kışın makaralar ve slaytlar sıcak, soğuk su döktü. Uzmanlar, sürücülerin kışın yıkayıcı tankında soğuk algınlığında doldurmalarını tavsiye eder ve sıcak su değildir. Paradox, dünyada "MPEMB etkisi" olarak bilinir. Bu fenomen Aristoteles, Francis Bacon ve René Descartes'ten bahsetti, ancak sadece 1963'te fizik profesörleri ona ödendi ve keşfetmeye çalıştı. Hepsi Tanzaniyen schoolboy erasto mpembba'nın, dondurma hazırladığı, önceden ısıtılmışsa daha hızlı donduğunu ve sıcak suyun soğuktan daha hızlı donduğu varsayımını öne sürdüğünü belirttiği gerçeğiyle başladı. Fizik öğretmenine açıklığa kavuşturuldu, ancak aşağıdakileri söyleyerek sadece öğrenciye güldü: "Bu bir dünya fiziği değil, MPEM'lerin bir doktoru değil." Neyse ki, Dennis Osborne bir zamanlar okulda, Dar Es Salama Üniversitesi'nden Fizik Profesörü oldu. Ve mpemba aynı soru ile ona itiraz etti. Profesör daha az şüpheci kuruldu, hiç görmediklerini yargılayamayacağını söyledi ve eve döndükten sonra çalışanlara ilgili deneyler yapmalarını istedi. Çocuğun sözlerini onayladıkları gibi görünüyor. Her durumda, 1969'da Osborne, MAGAZINDE MPEMBO ile çalışmak üzere konuştu. Fizik. Eğitim.

" Aynı yıl, Kanada Ulusal Araştırma Konseyi'nden George Kell, "ENG.

  • Amerikan.
  • Dergi
  • Nın-nin.
  • Fizik.

"

Bu paradox'u açıklamak için birkaç seçenek vardır:

Sıcak su daha hızlı buharlaşır, böylece hacmini azaltır ve aynı sıcaklıkta daha küçük bir su hacmi daha hızlı dondurur. Hermetik kaplarda, soğuk su daha hızlı donmalıdır.

Kar astarının varlığı. Sıcak su kabı kendi altında tutuyor, bu nedenle bir soğutma yüzeyine sahip termal temastır. Soğuk su altında parlamaz. Kar astarının yokluğunda, soğuk su kabı daha hızlı donmalıdır.

Soğuk su yukarıdan donmaya başlar, böylece ısı emisyonu ve konveksiyonun süreçlerini ve bu nedenle ısı kaybını kötüleştirirken, sıcak su aşağıdan donmaya başlar. Konteynerlerde suyun ek mekanik karıştırılması ile soğuk su daha hızlı donmalıdır.

Soğutulmuş suda kristalleşme merkezlerinin varlığı - içinde çözülmüş maddeler. Soğuk suda az sayıda bu tür merkez ile, suyun buzun içine dönüşmesi zordur ve muhtemelen bir sıvı durumunda kaldığında, bir eksi sıcaklığa sahip olduğunda büyük soğutucudur.

Son zamanlarda, başka bir açıklama yayınlandı. Washington Üniversitesi'nden Dr. Jonathan Katz (Jonathan Katz) Bu fenomeni araştırdı ve içinde, ısıtıldığında biriktirilen sudaki çözünmüş maddeler tarafından oynandığı sonucuna varıldı. Çözünmüş maddelerin altında, Dr. Katz ayrıca sert suda bulunan kalsiyum ve magnezyum bikarbonatları anlamına gelir. Su ısıtıldığında, bu maddeler biriktirilir, su yumuşak olur. Asla ısıtmayan su, bu safsızlıkları içeriyor, "zor". Dondurulduğu ve buz kristallerinin oluşumu, sudaki safsızlıkların konsantrasyonu 50 kez artar. Bu nedenle, su donma noktası azalır.

Bu açıklama ikna edici görünmüyor, çünkü Efektin, dondurma ile yapılan deneylerde ve sert suyla olmadığını unutmaya gerek yok. Büyük olasılıkla termofizik fenomeninin nedeni ve kimyasal değildir.

MPEMB'nin paradoksunun açık açıklaması alınmazken alınmaz. Bazı bilim adamlarının bu paradoksu dikkate değer olarak düşünmemesini söylemeliyim. Bununla birlikte, basit bir okul çocuğunun fiziksel etkinin tanınmasını sağladığı ve merak ve sebat nedeniyle popülerlik kazanması çok ilginçtir.

Şubat 2014'te eklendi

Not 2011 yılında yazılmıştır. O zamandan beri, MPembi'nin etkisinin yeni çalışmaları ve yeni bir açıklama girişimleri ortaya çıktı. Dolayısıyla, 2012 yılında Büyük Britanya Kraliyet Kimya Derneği, 1000 lira ödül fonu ile "MPembi Etkisi" çözümü için uluslararası bir rekabet ilan etti. Son teslim tarihi 30 Temmuz 2012 tarihinde kuruldu. Zagreb Üniversitesi Laboratuvarı'ndan Nikola Beregovik kazanan oldu. Çalışmalarını, bu fenomeni açıklama girişimlerini analiz ettiği ve ikna edici olmadıkları sonucuna vardığı çalışmalarını yayınladı. Onlar tarafından önerilen model, suyun temel özelliklerine dayanır. İsteyenler link üzerinde bir iş bulabilirler: http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Bunun üzerine araştırma tamamlanmadı. 2013 yılında Singapur'dan fizik teorik olarak Empube etkisinin nedenini kanıtladı. İş, http://arxiv.org/abs/1310.6514 referans ile bulunabilir.

Sitedeki makaleler konusuna benzer:

451 derece Fahrenheit, kağıt yangın sıcaklığı?

Tıbbi Kızılötesi Termometre - Mitler ve Gerçeklik Yıldızlı gökyüzü siyah neden? (Fotometrik paradoks)

Kırmızı yaprak gizemi

  Foto14818-3.Fermuar ve gök gürültüsü neden?

Neden gökyüzü mavi? Donabilir mi? .

Cevap basit - evet, belki

. Dahası, kaynar su soğuktan daha hızlı donacaktır. Ne kadar hızlı: kaynama veya soğuk H2O?

Bilim adamları çok fazla deney var ve ilk önce kaynar su kristalleştiğini kanıtladı.

Dondurucuda aynı anda iki kapasiteyi aynı hacim ve şeklin kaynar su ve basit su ile yerleştirinse, o zaman

İlk önce buz tam olarak kaynar su içerecektir

Her ne kadar mantığı takip ederseniz, önce soğuması gerekir ve sonra kristalize olur. Ama öyle değil.

Böyle bir etkinin insanlar tarafından uzun süre gözlendiğini belirtmekte fayda var.

  1. foto14818-3. Aristoteles, bunun kayıtlarında buna işaret etti, R. Dekart'ın fenomeniyle ilgilendi. Ancak, bu konuyu dikkatlice incelemek o zaman, az sayıda insan, özellikle bilim adamları ile ilgilenmedi.
  2. Meraklı bir Tanzanskaya schoolboy, günlük yaşamda, ısınma sıvının, süt veya suyun olsun, daha hızlı kristalleştiğini, her gün hayatta bulunan konuyu sağlam bir şekilde çalıştı.
  3. 1969'da, genç adamın onayını kanıtlayan Profesör D.Sboron tarafından bir deney yapıldı. O andan itibaren, fenomen "açacağı" adını aldı ve MPEMB'nin etkisi olarak bilinir.

Neden?

Henüz tam olarak açıklanmadı ve henüz fenomeni anlamak için, ancak bu konudaki bilim adamları arasındaki anlaşmazlıklar yeterli. Ancak, bazı hipotezler hala gerçekleşiyor: .

Kaynarken buharlaşma ve su hacminde bir azalma var, bu da kristalleşme işleminin etkin olduğu anlamına gelir, yani hızlanır.

Suda çözünmüş gazlar buharlaştırılır, bu nedenle kaynar bir durumdaki suyun yoğunluğu, su sıcaklığından daha yüksektir. Yüksek yoğunluk yüzdesinin soğutma oranına katkıda bulunduğu bilinmektedir.

Sıcak suyun donması aşağıya doğru ilerlemeye başlar ve üst yüzey katmanı serbest kalır. Bu, konveksiyon ve ısının radyasyon süreçlerini durduramaz ve yavaşlamaz. Normal durumda, üst yüzey normal durumda korunur, bu da ısı verimini yavaşlatır.

Paradoksal fenomeni açıklayan başka versiyonlar da var. Bunlardan biri bilim adamları tarafından Washington'dan D. Katts tarafından öne sürüldü. Onun görüşünde, kaynama sürecinde, "zor" olan su "yumuşak" dönüşür. Magnezyum ve kalsiyum bikarbonat gibi maddelerin bir kısmı katlanır ve kristalleşmeye müdahale etmemektedir. bu nedenle

Kaynama suyunun donma işlemi, bazen normalden daha hızlı gider

Bu paradoks gerçek hayatta nasıl uygulanır?

Paradoksal bir fenomenin varlığı, kış sezonunda oyun siteleri ve spor hazırlamak için zaman kazandırır.

Kullanılmış Ansiklopik Olağanüstü Fenomen ve Endüstriyel Üretim

Добавить комментарий