به نظر واضح است که آب سرد سریعتر از آب گرم یخ می زند، زیرا در شرایط مساوی آب گرم مدت بیشتری طول می کشد تا خنک شود و متعاقباً منجمد شود. با این حال، هزاران سال مشاهدات، و همچنین آزمایش های مدرننشان داد که عکس آن نیز صادق است: تحت شرایط خاص آب گرمسریعتر از سرما یخ می زند کانال علمی Sciencium این پدیده را توضیح می دهد:

همانطور که در ویدیوی بالا توضیح داده شد، پدیده ای که در آن آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند، به عنوان اثر Mpemba شناخته می شود که به نام Erasto Mpemba، دانش آموزی از تانزانیا که در سال 1963 بستنی را به عنوان بخشی از پروژه مدرسه. دانش آموزان باید مخلوط خامه و شکر را به جوش می آوردند و می گذاشتند خنک شود و سپس در فریزر قرار می دادند.

درعوض، اراستو مخلوط خود را به یکباره گرم کرد، بدون اینکه منتظر بماند تا خنک شود. در نتیجه، پس از 1.5 ساعت، مخلوط او قبلاً منجمد شده بود، اما مخلوط سایر دانش آموزان منجمد نبود. مپمبا که شیفته این پدیده شده بود، شروع به مطالعه این موضوع با استاد فیزیک دنیس آزبورن کرد و در سال 1969 مقاله ای منتشر کردند که می گفت آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند. این اولین مطالعه مورد بررسی از این نوع بود، اما خود این پدیده در مقالات ارسطو که به قرن چهارم قبل از میلاد بازمی‌گردد ذکر شده است. ه. فرانسیس بیکن و دکارت نیز در مطالعات خود به این پدیده اشاره کردند.

این ویدئو چندین گزینه را برای توضیح آنچه اتفاق می‌افتد فهرست می‌کند:

1. فراست یک دی الکتریک است و بنابراین آب سرد یخ زده بهتر از لیوان گرمی که یخ را در تماس با آن ذوب می کند گرما را ذخیره می کند.
2. آب سرد دارای گازهای محلول بیشتری نسبت به آب گرم است، و محققان حدس می زنند که این ممکن است در سرعت خنک شدن نقش داشته باشد، اگرچه هنوز نحوه چگونگی آن مشخص نیست.
3. آب داغ مولکول های آب بیشتری را از طریق تبخیر از دست می دهد و کمتر یخ می زند
4. آب گرم به دلیل افزایش جریان های همرفتی می تواند سریعتر خنک شود. این جریان‌ها به این دلیل اتفاق می‌افتند که آب درون لیوان ابتدا روی سطح و کناره‌های آن خنک می‌شود و باعث فرورفتن آب سرد و بالا آمدن آب گرم می‌شود. در یک شیشه گرم، جریان های همرفتی فعال تر هستند که می تواند بر سرعت خنک شدن تأثیر بگذارد.

با این حال، در سال 2016، یک مطالعه با دقت کنترل شده انجام شد که عکس آن را نشان داد: آب گرم بسیار کندتر از آب سرد یخ می زد. در همان زمان، دانشمندان متوجه شدند که تغییر در مکان ترموکوپل - وسیله ای که تفاوت دما را تعیین می کند - تنها به اندازه یک سانتی متر منجر به ظهور اثر Mpemba می شود. مطالعه سایر کارهای مشابه نشان داد که در تمام مواردی که این اثر مشاهده شد، جابجایی ترموکوپل در عرض یک سانتی متر وجود داشت.

در فرمول خوب قدیمی H 2 O، به نظر می رسد که هیچ رازی وجود ندارد. اما در واقع، آب - منبع حیات و معروف ترین مایع در جهان - مملو از اسرار بسیاری است که گاهی حتی دانشمندان هم نمی توانند آنها را حل کنند.

در اینجا 5 مورد از آنها بیشتر است حقایق جالبدر مورد آب:

1. آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند

دو ظرف آب بردارید: در یکی آب داغ و در دیگری آب سرد بریزید و در فریزر قرار دهید. آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند، اگرچه منطقاً آب سرد باید ابتدا به یخ تبدیل می شد: بالاخره آب گرم ابتدا باید تا دمای سرد خنک شود و سپس به یخ تبدیل شود در حالی که آب سرد نیازی به خنک شدن ندارد. چرا این اتفاق می افتد؟

در سال 1963، Erasto B. Mpemba، دانش آموز دبیرستان دبیرستاندر تانزانیا، در حین فریز کردن مخلوط بستنی آماده، متوجه شدم که مخلوط داغ در داخل یخ می زند. فریزرسریعتر از سرما وقتی مرد جوان کشف خود را با یک معلم فیزیک در میان گذاشت، فقط به او خندید. خوشبختانه، دانش آموز پافشاری کرد و معلم را متقاعد کرد که آزمایشی انجام دهد، که کشف او را تایید کرد: در شرایط خاص، آب گرم واقعا سریعتر از آب سرد یخ می زند.

اکنون این پدیده یخ زدن آب گرم سریعتر از آب سرد، اثر Mpemba نامیده می شود. درست است، خیلی قبل از آن دارایی منحصر به فردآب توسط ارسطو، فرانسیس بیکن و رنه دکارت مورد توجه قرار گرفت.

دانشمندان ماهیت این پدیده را کاملاً درک نمی کنند و آن را با تفاوت در هیپوترمی، تبخیر، تشکیل یخ، همرفت یا تأثیر گازهای مایع بر آب سرد و گرم توضیح می دهند.

نکته ای از Х.RU به موضوع "آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند".

از آنجایی که مسائل خنک کننده به ما یخچال ها نزدیک تر است، به خود اجازه می دهیم تا عمیق تر به اصل این مشکل بپردازیم و دو نظر در مورد ماهیت چنین مواردی ارائه دهیم. پدیده مرموز.

1. دانشمندی از دانشگاه واشنگتن توضیحی برای پدیده اسرارآمیزی که از زمان ارسطو شناخته شده بود ارائه کرد: چرا آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند.

پدیده ای که اثر Mpemba نامیده می شود، در عمل بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال، کارشناسان به رانندگان توصیه می کنند که در زمستان آب سرد را به جای آب داغ در مخزن ماشین لباسشویی بریزند. اما چه چیزی زیربنای این پدیده است؟ مدت زمان طولانیناشناخته ماند

به گزارش EurekAlert، دکتر جاناتان کاتز از دانشگاه واشنگتن این پدیده را بررسی کرد و به این نتیجه رسید که مواد محلول در آب نقش مهمی در آن ایفا می کنند که با گرم شدن رسوب می کنند.

تحت منحل شده است مواد Drکاتز به بی کربنات های کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت اشاره دارد. هنگامی که آب گرم می شود، این مواد رسوب می کنند و بر روی دیواره های کتری رسوب تشکیل می دهند. آبی که هرگز گرم نشده است حاوی این ناخالصی ها است. با یخ زدن و تشکیل کریستال های یخ، غلظت ناخالصی ها در آب 50 برابر افزایش می یابد. این امر نقطه انجماد آب را کاهش می دهد. دکتر کاتز توضیح می دهد: "و اکنون آب باید خنک شود تا یخ بزند."

دلیل دومی وجود دارد که از یخ زدن آب گرم نشده جلوگیری می کند. کاهش نقطه انجماد آب باعث کاهش اختلاف دما بین فاز جامد و مایع می شود. دکتر کاتز می گوید: «از آنجایی که سرعت از دست دادن گرمای آب به این اختلاف دما بستگی دارد، آبی که گرم نشده است بدتر سرد می شود.

به گفته این دانشمند، نظریه او را می توان به صورت تجربی آزمایش کرد، زیرا. اثر Mpemba برای آب سخت‌تر مشخص‌تر می‌شود.

2. اکسیژن به اضافه هیدروژن به علاوه سرما یخ ایجاد می کند. در نگاه اول این ماده شفاف بسیار ساده به نظر می رسد. در واقع، یخ مملو از رازهای بسیاری است. یخ ایجاد شده توسط Erasto Mpemba آفریقایی به شکوه فکر نمی کرد. روزها گرم بود. او می خواست یخ میوه. یک کارتن آب میوه گرفت و در فریزر گذاشت. او این کار را بیش از یک بار انجام داد و بنابراین متوجه شد که آب میوه به ویژه به سرعت یخ می زند، اگر قبل از آن آن را در آفتاب نگه دارید - فقط آن را گرم کنید! این پسر مدرسه ای تانزانیایی که برخلاف خرد دنیوی عمل می کرد، فکر می کرد عجیب است. آیا ممکن است برای اینکه مایع سریعتر به یخ تبدیل شود، ابتدا باید گرم شود؟ مرد جوان چنان شگفت زده شد که حدس خود را با معلم در میان گذاشت. او این کنجکاوی را در مطبوعات گزارش کرد.

این داستان در دهه 1960 اتفاق افتاد. اکنون "اثر Mpemba" برای دانشمندان به خوبی شناخته شده است. اما برای مدت طولانی این پدیده به ظاهر ساده یک راز باقی ماند. چرا آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند؟

در سال 1996 بود که فیزیکدان دیوید اورباخ راه حلی پیدا کرد. برای پاسخ به این سوال، او آزمایشی را برای یک سال تمام انجام داد: او آب را در یک لیوان گرم کرد و دوباره آن را خنک کرد. پس او به چه چیزی پی برد؟ هنگامی که گرم می شود، حباب های هوای حل شده در آب تبخیر می شوند. آب بدون گاز به راحتی روی دیواره کشتی یخ می زند. اورباخ می‌گوید: «البته، آب با محتوای هوای بالا نیز یخ می‌زند، اما نه در دمای صفر درجه سانتی‌گراد، بلکه تنها در دمای منفی چهار تا شش درجه». البته باید بیشتر منتظر بمانید. بنابراین، آب گرم قبل از آب سرد یخ می زند، این یک واقعیت علمی است.

به سختی ماده ای وجود دارد که به راحتی یخ در مقابل چشمان ما ظاهر شود. این فقط از مولکول های آب تشکیل شده است - یعنی مولکول های ابتدایی حاوی دو اتم هیدروژن و یک اکسیژن. با این حال، یخ شاید مرموزترین ماده در جهان باشد. دانشمندان تاکنون نتوانسته اند برخی از خواص آن را توضیح دهند.

2. Supercooling و "فلاش" انجماد

همه می دانند که آب همیشه با سرد شدن 0 درجه به یخ تبدیل می شود... مگر در مواردی! به عنوان مثال، چنین موردی "supercooling" است که خاصیت بسیار است آب پاکمایع باقی می ماند حتی زمانی که زیر انجماد سرد شود. این پدیده با این واقعیت امکان پذیر می شود که محیطحاوی مراکز یا هسته های کریستالیزاسیون نیست که می تواند تشکیل کریستال های یخ را تحریک کند. و بنابراین آب به صورت مایع باقی می ماند، حتی زمانی که تا دمای زیر صفر درجه سانتیگراد سرد شود. فرآیند کریستالیزاسیون را می توان به عنوان مثال توسط حباب های گاز، ناخالصی ها (آلودگی ها) آغاز کرد. سطح ناهموارظروف بدون آنها، آب در آن باقی می ماند حالت مایع. هنگامی که فرآیند کریستالیزاسیون شروع می شود، می توانید مشاهده کنید که چگونه آب فوق العاده خنک شده فوراً به یخ تبدیل می شود.

ویدیو (2 901 کیلوبایت، 60 ج) توسط فیل مدینه (www.mrsciguy.com) را تماشا کنید و خودتان ببینید >>

اظهار نظر.آب فوق گرم نیز حتی زمانی که بالاتر از نقطه جوش گرم شود مایع باقی می ماند.

3. آب "لیوانی".

سریع و بدون تردید نام آب چند حالت مختلف دارد؟

اگر به سه (جامد، مایع، گاز) پاسخ دادید، در اشتباه هستید. دانشمندان حداقل 5 حالت مختلف آب را به صورت مایع و 14 حالت یخ را تشخیص می دهند.

صحبت در مورد آب فوق العاده خنک را به خاطر دارید؟ بنابراین، مهم نیست که چه کاری انجام می دهید، در دمای 38- درجه سانتی گراد، حتی خالص ترین آب فوق سرد شده نیز ناگهان به یخ تبدیل می شود. با کاهش بیشتر چه اتفاقی می افتد

درجه حرارت؟ در دمای 120- درجه سانتیگراد، اتفاق عجیبی برای آب رخ می دهد: مانند ملاس، فوق چسبناک یا چسبناک می شود و در دمای زیر 135- درجه سانتیگراد به آب "شیشه ای" یا "شیشه ای" تبدیل می شود. جامد، که فاقد ساختار کریستالی است.

4. خواص کوانتومیاب

در سطح مولکولی، آب حتی شگفت‌انگیزتر است. در سال 1995، دانشمندان آزمایشی را بر روی پراکندگی نوترون انجام دادند که نتیجه غیرمنتظره ای به همراه داشت: فیزیکدانان دریافتند که نوترون هایی که به سمت مولکول های آب هدف قرار می گیرند، 25٪ کمتر از حد انتظار پروتون های هیدروژن را می بینند.

معلوم شد که با سرعت یک آتوثانیه (10 -18 ثانیه) غیرعادی است اثر کوانتومی، و فرمول شیمیاییآب به جای معمول - H 2 O، تبدیل به H 1.5 O می شود!

5-آیا آب حافظه دارد؟

هومیوپاتی، جایگزینی برای طب سنتی، ادعا می کند که یک محلول رقیق است محصول داروییمی تواند فراهم کند اثر شفابخشروی ارگانیسم، حتی اگر فاکتور رقت آنقدر زیاد باشد که چیزی جز مولکول های آب در محلول باقی نماند. طرفداران هومیوپاتی این پارادوکس را با مفهومی به نام «حافظه آب» توضیح می‌دهند که بر اساس آن آب در سطح مولکولی دارای «حافظه» ماده‌ای است که پس از حل شدن در آن حل شده است و خواص محلول را با غلظت اولیه حفظ می‌کند. یک مولکول واحد در آن باقی می ماند.

یک تیم بین المللی از دانشمندان به سرپرستی پروفسور مادلین انیس از دانشگاه کوئینز بلفاست که از اصول هومیوپاتی انتقاد می کرد در سال 2002 آزمایشی را برای رد این مفهوم یک بار برای همیشه انجام دادند که نتیجه برعکس شد. پس از آن دانشمندان گفتند که آنها توانستند واقعیت اثر "حافظه آب" را ثابت کنند. اما آزمایشاتی که زیر نظر کارشناسان مستقل انجام شد، نتیجه ای نداشت. اختلافات در مورد وجود پدیده "حافظه آب" همچنان ادامه دارد.

آب بسیاری دیگر دارد خواص غیر معمولکه در این مقاله به آن نپرداخته ایم.

ادبیات.

1. 5 چیز واقعاً عجیب درباره آب / http://www.neatorama.com.
2. رمز و راز آب: نظریه اثر ارسطو-مپمبا ایجاد شد / http://www.o8ode.ru.
3. Nepomniachtchi N.N. اسرار طبیعت بی جان. مرموزترین ماده در جهان / http://www.bibliotekar.ru.

این درست است، اگرچه باورنکردنی به نظر می رسد، زیرا در فرآیند انجماد، آب از قبل گرم شده باید از دمای آب سرد عبور کند. در ضمن از این افکت بسیار استفاده می شود مثلا پیست های یخ و سرسره ها در زمستان با آب داغ پر می شوند نه آب سرد. کارشناسان به رانندگان توصیه می کنند که در زمستان آب سرد را به جای آب داغ در مخزن ماشین لباسشویی بریزند. این پارادوکس در سراسر جهان به عنوان "اثر Mpemba" شناخته می شود.

این پدیده زمانی توسط ارسطو، فرانسیس بیکن و رنه دکارت ذکر شد، اما تنها در سال 1963 اساتید فیزیک به آن توجه کردند و سعی در بررسی آن کردند. همه چیز از آنجا شروع شد که یک دانش آموز تانزانیایی، Erasto Mpemba متوجه شد که شیر شیرینی که برای تهیه بستنی استفاده می کرد، اگر از قبل گرم شود، سریعتر جامد می شود و پیشنهاد کرد که آب داغ سریعتر از آب سرد یخ می زند. او برای توضیح به معلم فیزیک مراجعه کرد، اما او فقط به دانش آموز خندید و این جمله را گفت: "این فیزیک جهانی نیست، بلکه فیزیک Mpemba است."

خوشبختانه، دنیس آزبورن، استاد فیزیک از دانشگاه دارالسلام، یک روز از مدرسه بازدید کرد. و امپمبا با همان سوال به سمت او برگشت. پروفسور کمتر بدبین بود، گفت که نمی تواند چیزی را که هرگز ندیده قضاوت کند، و پس از بازگشت به خانه از کارکنان خواست آزمایش های مناسب را انجام دهند. انگار حرف پسر را تایید کردند. در هر صورت، در سال 1969، آزبورن در مورد همکاری با Mpemba در مجله "Eng. فیزیکتحصیلات". در همان سال، جورج کِل از تیم ملی کانادا شورای پژوهشیمقاله ای در توصیف این پدیده به زبان انگلیسی منتشر کرد. آمریکاییمجلهازفیزیک».

چندین توضیح ممکن برای این پارادوکس وجود دارد:

• آب داغ سریعتر تبخیر می شود و در نتیجه حجم آن کاهش می یابد و حجم کمتری از آب با همان دما سریعتر یخ می زند. در ظروف بدون هوا، آب سرد باید سریعتر منجمد شود.
• وجود پوشش برفی. ظرف با آب گرمبرف زیر را آب می کند، بنابراین تماس حرارتی با سطح خنک کننده را بهبود می بخشد. آب سرد زیر آن برف را آب نمی کند. بدون پوشش برف، ظرف آب سرد باید سریعتر منجمد شود.
• آب سرد از بالا شروع به یخ زدن می کند، در نتیجه فرآیندهای تابش گرما و همرفت و در نتیجه از دست دادن گرما بدتر می شود، در حالی که آب گرم از پایین شروع به یخ زدن می کند. با هم زدن مکانیکی اضافی آب در ظروف، آب سرد باید سریعتر یخ بزند.
• وجود مراکز تبلور در آب سرد شده - مواد محلول در آن. با تعداد کمی از چنین مراکزی در آب سرد، تبدیل آب به یخ دشوار است و حتی ابرسرد شدن آن زمانی امکان پذیر است که در حالت مایع با دمای زیر صفر باقی بماند.

اخیرا توضیح دیگری منتشر شده است. دکتر جاناتان کاتز از دانشگاه واشنگتن این پدیده را بررسی کرد و به این نتیجه رسید که مواد محلول در آب نقش مهمی دارند و هنگام گرم شدن رسوب می کنند.
منظور دکتر کاتز از املاح، بی کربنات های کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت است. هنگامی که آب گرم می شود، این مواد رسوب می کنند، آب "نرم" می شود. آبی که هرگز گرم نشده است حاوی این ناخالصی ها است و «سخت» است. با یخ زدن و تشکیل کریستال های یخ، غلظت ناخالصی ها در آب 50 برابر افزایش می یابد. این امر نقطه انجماد آب را کاهش می دهد.

این توضیح برای من قانع کننده به نظر نمی رسد، زیرا. ما نباید فراموش کنیم که این اثر در آزمایشات با بستنی و نه با آب سخت یافت شد. به احتمال زیاد، علل این پدیده ترموفیزیکی هستند و نه شیمیایی.

تاکنون هیچ توضیح واضحی در مورد پارادوکس Mpemba دریافت نشده است. باید بگویم که برخی از دانشمندان این پارادوکس را شایسته توجه نمی دانند. با این حال، بسیار جالب است که یک پسر مدرسه ای ساده به دلیل کنجکاوی و پشتکار خود، تأثیر فیزیکی را به رسمیت شناخته و محبوبیت پیدا کرده است.

اضافه شده در فوریه 2014

این یادداشت در سال 2011 نوشته شده است. از آن زمان، مطالعات جدیدی در مورد اثر Mpemba و تلاش های جدیدی برای توضیح آن ظاهر شده است. بنابراین، در سال 2012، انجمن سلطنتی شیمی بریتانیا اعلام کرد رقابت بین المللیبرای کشف راز علمی "اثر Mpemba" با صندوق جایزه 1000 پوند آخرین مهلت در 30 جولای 2012 تعیین شد. برنده نیکولا برگوویک از آزمایشگاه دانشگاه زاگرب بود. او کار خود را منتشر کرد که در آن تلاش های قبلی برای توضیح این پدیده را تحلیل کرد و به این نتیجه رسید که آنها قانع کننده نیستند. مدلی که او پیشنهاد کرد بر اساس خواص اساسی آب است. علاقه مندان می توانند در http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp کار پیدا کنند.

تحقیق به همین جا ختم نشد. در سال 2013، فیزیکدانان سنگاپور به طور نظری علت اثر مپمبا را ثابت کردند. این اثر را می‌توانید در http://arxiv.org/abs/1310.6514 بیابید.

مقالات مرتبط در سایت:

سایر مقالات این بخش

نظرات:

الکسی میشنف. , 06.10.2012 04:14

چرا آب گرم سریعتر تبخیر می شود؟ دانشمندان عملا ثابت کرده اند که یک لیوان آب داغ سریعتر از آب سرد یخ می زند. دانشمندان نمی توانند این پدیده را توضیح دهند به این دلیل که ماهیت پدیده ها را درک نمی کنند: گرما و سرما! گرما و سرما احساسات فیزیکی هستند که در اثر فعل و انفعال ذرات ماده به شکل فشردگی متقابل امواج مغناطیسی که از سمت فضا و از مرکز زمین حرکت می کنند، ایجاد می شوند. بنابراین، هر چه اختلاف پتانسیل این ولتاژ مغناطیسی بیشتر باشد، تبادل انرژی با روش نفوذ متقابل یک موج به موج دیگر سریعتر انجام می شود. یعنی با انتشار! یکی از مخالفان در پاسخ به مقاله من می نویسد: 1) "..آب گرم سریعتر تبخیر می شود که در نتیجه آن کمتر است، بنابراین سریعتر یخ می زند" سوال! چه انرژی باعث می شود آب سریعتر تبخیر شود؟ 2) در مقاله من، صحبت از یک لیوان است، نه در مورد یک تغار چوبی که طرف مقابل آن را به عنوان استدلال متقابل ذکر می کند. چه چیزی درست نیست! من به این سوال پاسخ می دهم: "به چه دلیلی تبخیر آب در طبیعت انجام می شود؟" امواج مغناطیسی که همیشه از مرکز زمین به سمت فضا حرکت می کنند، با غلبه بر فشار متقابل امواج فشردگی مغناطیسی (که همیشه از فضا به مرکز زمین حرکت می کنند)، در همان زمان، ذرات آب را از زمان حرکت به فضا می پاشند. ، حجم آنها افزایش می یابد. یعنی گسترش بده! در صورت غلبه بر امواج مغناطیسی فشردگی، این بخارات آب فشرده (متراکم) شده و تحت تأثیر این نیروهای فشردگی مغناطیسی، آب به صورت بارش به زمین باز می گردد! خالصانه! الکسی میشنف. 6 اکتبر 2012.

الکسی میشنف. , 06.10.2012 04:19

دما چیست. دما درجه تنش الکترومغناطیسی امواج مغناطیسی با انرژی فشردگی و انبساط است. در حالت تعادل این انرژی ها، دمای بدن یا ماده در حالت پایدار است. اگر حالت تعادل این انرژی ها به هم بخورد، به سمت انرژی انبساط، جسم یا ماده در حجم فضا افزایش می یابد. در صورت فراتر رفتن از انرژی امواج مغناطیسی در جهت فشردگی، جسم یا ماده از حجم فضا کاسته می شود. درجه تنش الکترومغناطیسی با درجه انبساط یا انقباض جسم مرجع تعیین می شود. الکسی میشنف.

موسیوا ناتالیا, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

الکسی، شما در مورد مقاله ای صحبت می کنید که افکار شما را در مورد مفهوم دما بیان می کند. اما کسی آن را نخواند. لطفا یک لینک به من بدهید. به طور کلی، دیدگاه شما در مورد فیزیک بسیار عجیب و غریب است. من هرگز در مورد "انبساط الکترومغناطیسی بدن مرجع" نشنیده ام.

یوری کوزنتسوف، 04.12.2012 12:32

فرضیه‌ای پیشنهاد شده است که این کار رزونانس بین مولکولی و جاذبه متحرک بین مولکول‌های تولید شده توسط آن است. در آب سرد، مولکول ها به طور تصادفی و با فرکانس های مختلف حرکت می کنند و ارتعاش می کنند. هنگامی که آب گرم می شود، با افزایش فرکانس نوسان، محدوده آنها باریک می شود (اختلاف فرکانس از آب داغ مایع تا نقطه تبخیر کاهش می یابد)، فرکانس های نوسان مولکول ها به یکدیگر نزدیک می شوند، در نتیجه رزونانس رخ می دهد. بین مولکول ها هنگامی که سرد می شود، این رزونانس تا حدی حفظ می شود، بلافاصله از بین نمی رود. سعی کنید یکی از دو سیم گیتار را که در رزونانس هستند فشار دهید. اکنون رها کنید - رشته دوباره شروع به ارتعاش می کند، رزونانس ارتعاشات خود را بازیابی می کند. بنابراین در آب منجمد، مولکول‌های سرد شده بیرونی سعی می‌کنند دامنه و فرکانس ارتعاشات را از دست بدهند، اما مولکول‌های «گرم» درون ظرف، ارتعاشات را به عقب می‌کشند، به‌عنوان ارتعاش‌کننده عمل می‌کنند و مولکول‌های بیرونی به‌عنوان تشدیدکننده عمل می‌کنند. بین ارتعاش‌کننده‌ها و تشدیدکننده‌ها است که جاذبه‌ی تأمل‌انگیز* پدید می‌آید. وقتی نیروی پوندروموتور می شود قدرت بیشتر، ناشی از انرژی جنبشی مولکول ها (که نه تنها ارتعاش می کنند، بلکه به صورت خطی نیز حرکت می کنند)، تبلور شتابی رخ می دهد - "اثر Mpemba". اتصال ponderomotive بسیار ناپایدار است، اثر Mpemba به شدت به همه عوامل همراه بستگی دارد: حجم آب منجمد، ماهیت گرمایش، شرایط انجماد، دما، همرفت، شرایط انتقال حرارت، اشباع گاز، ارتعاش. واحد تبرید، تهویه ، ناخالصی ها ، تبخیر و ... شاید حتی از نور ... بنابراین ، اثر توضیحات زیادی دارد و گاهی اوقات به سختی بازتولید می شود. به همان دلیل "طنین دار". آب جوشسریعتر از جوشانده نمی جوشد - رزونانس برای مدتی پس از جوشش شدت ارتعاشات مولکول های آب را حفظ می کند (اتلاف انرژی در هنگام خنک شدن عمدتاً به دلیل از دست دادن انرژی جنبشی حرکت خطی مولکول ها است). با گرمایش شدید، مولکول های ویبراتور در مقایسه با انجماد با مولکول های تشدید کننده تغییر نقش می دهند - فرکانس ویبراتورها از فرکانس تشدید کننده ها کمتر است، به این معنی که بین مولکول ها جاذبه ای وجود ندارد، بلکه یک دافعه وجود دارد که انتقال را تسریع می کند. به دیگری حالت تجمع(جفت).

Vlad, 11.12.2012 03:42

مغزمو شکست...

Anton , 04.02.2013 02:02

1. آیا واقعاً این جاذبه فکری آنقدر بزرگ است که بر فرآیند انتقال حرارت تأثیر بگذارد؟ 2. آیا این بدان معناست که وقتی همه اجسام تا دمای خاصی گرم می شوند، ذرات ساختاری آنها وارد تشدید می شوند؟ 3. چرا این رزونانس با سرد شدن از بین می رود؟ 4. آیا این حدس شماست؟ اگر منبعی هست لطفا ذکر کنید 5. طبق این نظریه، شکل ظرف نقش مهمی خواهد داشت و اگر نازک و صاف باشد، اختلاف زمان انجماد زیاد نخواهد بود، یعنی. می توانید آن را بررسی کنید

Gudrat , 1392/03/11 10:12 | متاک

آب سرد در حال حاضر دارای اتم های نیتروژن است و فاصله بین مولکول های آب نزدیک تر از آب گرم است. یعنی نتیجه: آب گرم اتم های نیتروژن را سریعتر جذب می کند و در عین حال سریعتر از آب سرد منجمد می شود - این با سخت شدن آهن قابل مقایسه است ، زیرا آب گرم به یخ تبدیل می شود و آهن داغ با خنک شدن سریع سخت می شود!

ولادیمیر , 03/13/2013 06:50

یا شاید این باشد: چگالی آب گرم و یخ کمتر از چگالی آب سرد است و بنابراین آب نیازی به تغییر چگالی ندارد و مقداری از زمان خود را از دست می دهد و یخ می زند.

الکسی میشنف، 2013/03/21، 11:50 صبح

قبل از صحبت در مورد تشدید، جاذبه و ارتعاش ذرات، لازم است به این سوال پی ببریم که چه نیروهایی باعث ارتعاش ذرات می شوند؟ از آنجایی که، بدون انرژی جنبشی، نمی توان فشرده کرد. بدون فشرده سازی، هیچ انبساط وجود ندارد. بدون انبساط، انرژی جنبشی وجود ندارد! وقتی شروع به صحبت در مورد طنین سیم ها می کنید، ابتدا تلاش کردید تا یکی از این سیم ها شروع به ارتعاش کنید! وقتی صحبت از جاذبه می شود، اول از همه باید نیرویی که باعث جذب این اجسام می شود را مشخص کنید! من ادعا می کنم که تمام بدن ها فشرده شده اند انرژی الکترومغناطیسیجو و که تمام اجسام، مواد و ذرات بنیادیبا نیروی 1.33 کیلوگرم. نه در سانتی متر مربع بلکه به ازای هر ذره بنیادی.چون فشار جو نمی تواند انتخابی باشد!آن را با مقدار نیرو اشتباه نگیرید!

Dodik , 05/31/2013 02:59

به نظر من یک حقیقت را فراموش کرده اید - "علم از جایی شروع می شود که اندازه گیری ها شروع می شود." دمای آب "گرم" چقدر است؟ دمای آب "سرد" چقدر است؟ مقاله یک کلمه در مورد آن نمی گوید. از این می توان نتیجه گرفت - کل مقاله مزخرف است!

گریگوری، 1392/06/04 12:17

دودیک، قبل از اینکه یک مقاله را مزخرف بدانیم، باید فکر کنیم تا حداقل کمی یاد بگیریم. و نه فقط اندازه گیری.

دیمیتری، 1392/12/24 10:57 ق.ظ

مولکول‌های آب گرم سریع‌تر از آب سرد حرکت می‌کنند، به همین دلیل تماس نزدیک‌تری با محیط وجود دارد، به نظر می‌رسد که تمام سرما را جذب می‌کنند و به سرعت کند می‌شوند.

ایوان, 1393/01/10 05:53

جای تعجب است که چنین مقاله ناشناس در این سایت ظاهر شده است. مقاله کاملا غیر علمی است. هم نویسنده و هم مفسرانی که با یکدیگر رقابت می‌کنند، به دنبال توضیحی درباره این پدیده هستند و به خود زحمت نمی‌دهند تا دریابند که آیا اصلاً این پدیده مشاهده می‌شود و اگر چنین است، در چه شرایطی مشاهده می‌شود. علاوه بر این، حتی توافقی در مورد آنچه ما در واقع مشاهده می کنیم وجود ندارد! بنابراین نویسنده بر لزوم توضیح اثر انجماد سریع بستنی داغ پافشاری می‌کند، اگرچه از کل متن (و عبارت "اثر در آزمایشات با بستنی کشف شد") چنین برمی‌آید که خود او آزمایش های مشابهقرار نداد. از انواع "توضیحات" پدیده ذکر شده در مقاله، می توان دریافت که آزمایشات کاملاً متفاوتی شرح داده شده است، در شرایط مختلفبا محلول های آبی مختلف هم ماهیت توضیحات و هم حالت فرعی در آنها حاکی از آن است که حتی یک راستی آزمایی ابتدایی از ایده های بیان شده انجام نشده است. شخصی به طور تصادفی یک داستان کنجکاو شنید و به طور اتفاقی نتیجه گمانه زنی خود را بیان کرد. متاسفم اما فیزیکی نیست تحقیق علمیو مکالمه در اتاق سیگار.

ایوان , 1393/01/10 06:10

با توجه به نظرات مقاله در مورد پرکردن غلتک از مخزن آب گرم و واشر سرد. همه چیز از نظر ساده است فیزیک ابتدایی. پیست اسکیت فقط به این دلیل که کندتر یخ می زند با آب داغ پر می شود. پیست باید صاف و صاف باشد. سعی کنید آن را با آب سرد پر کنید - برآمدگی و "هجوم" خواهید داشت، زیرا. آب به سرعت یخ می زند بدون اینکه وقت بگذارد در یک لایه یکنواخت پخش شود. و داغ زمان خواهد داشت که به طور یکنواخت پخش شود و یخ و برف های موجود را آب می کند. با واشر نیز دشوار نیست: ریختن آب تمیز در سرما هیچ فایده ای ندارد - روی شیشه یخ می زند (حتی گرم). و ضد یخ داغ می تواند باعث ترک خوردن شیشه سرد شود، به علاوه شیشه خواهد داشت درجه حرارت بالایخ زدگی به دلیل تبخیر سریع الکل ها در راه رسیدن به شیشه (با اصل عملکرد) مهتاب هنوزهمه آشنا هستند؟ - الکل تبخیر می شود، آب باقی می ماند).

ایوان , 1393/01/10 06:34

اما در واقع این پدیده احمقانه است که بپرسیم چرا دو آزمایش مختلف در شرایط مختلف به طور متفاوتی پیش می روند. اگر آزمایش به طور تمیز تنظیم شود، باید از همان آب سرد و گرم استفاده کنید ترکیب شیمیایی- از همان کتری آب جوش از قبل سرد شده بردارید. در ظروف یکسان (مثلا لیوان های دیواره نازک) بریزید. ما نه روی برف، بلکه روی همان پایه حتی خشک قرار می دهیم، به عنوان مثال، میز چوبی. و نه در یک میکروفریزر، بلکه در یک ترموستات به اندازه کافی حجیم - من آزمایشی را چند سال پیش در کشور انجام دادم، زمانی که هوای یخبندان پایدار در خارج وجود داشت، حدود -25 درجه سانتیگراد. آب پس از آزاد شدن گرمای تبلور در دمای معینی متبلور می شود. این فرضیه به این نتیجه می رسد که آب گرم سریعتر سرد می شود (این درست است، مطابق با فیزیک کلاسیک، سرعت انتقال حرارت متناسب با اختلاف دما است)، اما حفظ می شود. افزایش سرعتخنک شدن حتی زمانی که دمای آن برابر با دمای آب سرد باشد. سوال این است که آبی که در بیرون تا دمای +20 درجه سانتیگراد خنک شده است دقیقاً با همان آبی که یک ساعت قبل تا دمای +20 درجه سانتیگراد سرد شده است اما در یک اتاق چه تفاوتی دارد؟ فیزیک کلاسیک (به هر حال، نه بر اساس پچ پچ در یک اتاق سیگار، بلکه بر اساس صدها هزار و میلیون ها آزمایش) می گوید: بله، هیچ، دینامیک خنک کننده بیشتر یکسان خواهد بود (فقط آب جوش بعداً به نقطه +20 می رسد. ). و آزمایش هم همین را نشان می‌دهد: وقتی یک پوسته جامد از یخ در یک لیوان آب سرد اولیه وجود دارد، آب گرم حتی فکر یخ زدن هم نمی‌کرد. P.S. به نظرات یوری کوزنتسوف. زمانی که شرایط وقوع آن توضیح داده می شود و به طور پایدار بازتولید می شود، می توان وجود یک اثر خاص را ثابت در نظر گرفت. و وقتی آزمایش‌های نامفهومی با شرایط ناشناخته داریم، ساختن نظریه‌هایی برای توضیح آنها زود است و این از نظر علمی چیزی به دست نمی‌دهد. P.P.S. خوب، خواندن نظرات الکسی میشنف بدون اشک احساسات غیرممکن است - یک فرد در نوعی دنیای تخیلی زندگی می کند که هیچ ربطی به فیزیک و آزمایش های واقعی ندارد.

گریگوری، 1393/01/13 10:58 ق.ظ

ایوان، متوجه شدم که شما اثر Mpemba را رد می کنید؟ همانطور که آزمایشات شما نشان می دهد وجود ندارد؟ چرا در فیزیک اینقدر معروف است و چرا بسیاری سعی در توضیح آن دارند؟

ایوان , 1393/02/14 01:51

عصر بخیر، گرگوری! اثر یک آزمایش مرحله‌ای ناخالص وجود دارد. اما همانطور که متوجه شدید، این دلیلی برای جستجوی الگوهای جدید در فیزیک نیست، بلکه دلیلی برای بهبود مهارت آزمایشگر است. همانطور که قبلاً در نظرات اشاره کردم ، در تمام تلاش های ذکر شده برای توضیح "اثر Mpemba" ، محققان حتی نمی توانند به وضوح بیان کنند که دقیقاً چه چیزی و در چه شرایطی اندازه گیری می کنند. و شما می خواهید بگویید که اینها فیزیکدانان تجربی هستند؟ من را به خنده نیانداز. این اثر نه در فیزیک، بلکه در بحث های شبه علمی در انجمن ها و وبلاگ های مختلف، که اکنون دریا از آن است، شناخته شده است. به عنوان یک اثر فیزیکی واقعی (به معنای نتیجه برخی قوانین فیزیکی جدید، و نه به عنوان نتیجه یک تفسیر نادرست یا فقط یک افسانه)، افرادی که از فیزیک دور هستند آن را درک می کنند. بنابراین دلیلی وجود ندارد که به عنوان یک اثر فیزیکی واحد در مورد نتایج آزمایش های مختلف که در شرایط کاملاً متفاوت تنظیم شده اند صحبت کنیم.

پاول، 1393/02/18 09:59

بچه ها ... مقاله برای "اطلاعات سرعت" ... توهین نیست ... ;) ایوان در مورد همه چیز درست است ...

گریگوری، 1393/02/19 ساعت 12:50 بعد از ظهر

ایوان من موافقم که الان سایت های شبه علمی زیادی هستن که مطالب جنجالی تایید نشده منتشر میکنن. از این گذشته ، تأثیر Mpemba هنوز در حال مطالعه است. علاوه بر این، دانشمندان از دانشگاه ها در حال تحقیق هستند. به عنوان مثال، در سال 2013، این اثر توسط گروهی از دانشگاه صنعتی سنگاپور مورد مطالعه قرار گرفت. به لینک http://arxiv.org/abs/1310.6514 نگاه کنید. آنها معتقدند که توضیحی برای این اثر یافته اند. من جزئیات در مورد ماهیت کشف نمی نویسم، اما به نظر آنها، این اثر با تفاوت در انرژی های ذخیره شده در پیوندهای هیدروژنی همراه است.

موسیوا N.P. , 1393/02/19 03:04

برای همه علاقه مندان به تحقیق در مورد اثر Mpemba، من مطالب مقاله را کمی تکمیل کردم و پیوندهایی را ارائه کردم که می توانید با آخرین نتایج آشنا شوید (متن را ببینید). با تشکر از نظرات.

ایلدار , 1393/02/24 04:12 | بی معنی است که همه چیز را فهرست کنید

اگر واقعاً این اثر Mpemba اتفاق بیفتد، به نظر من باید توضیح را در ساختار مولکولی آب جستجو کرد. آب (همانطور که از ادبیات علمی رایج آموختم) نه به عنوان مولکول های منفرد H2O، بلکه به صورت خوشه هایی از چندین مولکول (حتی ده ها) وجود دارد. با افزایش دمای آب، سرعت حرکت مولکول ها افزایش می یابد، خوشه ها در برابر یکدیگر شکسته می شوند و پیوندهای ظرفیتی مولکول ها زمان برای جمع آوری خوشه های بزرگ ندارند. تشکیل خوشه ها کمی بیشتر از کاهش سرعت مولکول ها طول می کشد. و از آنجایی که خوشه ها کوچکتر هستند، تشکیل شبکه کریستالی سریعتر است. ظاهراً در آب سرد، خوشه‌های بزرگ و نسبتاً پایدار از تشکیل شبکه جلوگیری می‌کنند؛ تخریب آنها مدتی طول می‌کشد. من خودم در تلویزیون یک اثر کنجکاو دیدم، زمانی که آب سردی که به آرامی در یک شیشه ایستاده بود برای چندین ساعت در سرما مایع باقی ماند. اما به محض اینکه کوزه برداشته شد، یعنی کمی از جای خود حرکت کرد، آب داخل کوزه بلافاصله متبلور شد، مات شد و کوزه ترکید. خوب، کشیشی که این تأثیر را نشان داد، آن را با این واقعیت توضیح داد که آب تقدیس شده است. به هر حال، معلوم می شود که آب بسته به دما ویسکوزیته خود را به شدت تغییر می دهد. ما به عنوان موجودات بزرگ متوجه این موضوع نمی شویم، اما در سطح سخت پوستان کوچک (میلی متر و کمتر) و حتی بیشتر از آن باکتری ها، ویسکوزیته آب یک عامل بسیار مهم است. این ویسکوزیته، به نظر من، با اندازه خوشه های آب نیز مشخص می شود.

خاکستری , 03/15/2014 05:30

همه چیزهایی که در اطراف ما می بینیم ویژگی های سطحی (خواص) هستند، بنابراین ما فقط آنچه را که بتوانیم وجودش را اندازه گیری کنیم یا به هر طریقی اثبات کنیم انرژی می گیریم، در غیر این صورت یک بن بست است. این پدیده، اثر Mpemba، تنها با یک تئوری حجمی ساده قابل توضیح است که همه مدل‌های فیزیکی را در یک ساختار واحد برهمکنش متحد می‌کند. در واقع ساده است

نیکیتا, 1393/06/06 04:27 | ماشین

اما چطور کاری کنیم که وقتی سوار ماشین می شوید آب سرد بماند و گرم نباشد!

alexey, 03.10.2014 01:09

و در اینجا یکی دیگر از "کشف"، در حال حرکت است. آب در بطری پلاستیکیبا چوب پنبه باز خیلی سریعتر یخ می زند. برای سرگرمی، بارها در یخبندان شدید آزمایش کردم. اثر آشکار است. سلام نظریه پردازان

یوجین، 2014/12/27 08:40

اصل یک کولر تبخیری. دو بطری در بسته با آب سرد و گرم می گیریم. در سرما می گذاریم. آب سرد سریعتر یخ می زند. حالا همان بطری ها را با آب سرد و گرم برمی داریم و باز می کنیم و در سرد می گذاریم. آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند. اگر دو لگن با آب سرد و گرم بگیریم، آب گرم خیلی سریعتر یخ می زند. این به این دلیل است که ما تماس با جو را افزایش می دهیم. هر چه شدت تبخیر بیشتر باشد، افت دما سریعتر است. در اینجا ذکر عامل رطوبت ضروری است. هر چه رطوبت کمتر باشد، تبخیر قوی تر و خنک کننده قوی تر است.

خاکستری تامسک، 03/01/2015 10:55

GREY, 15.03.2014 05:30 - ادامه آنچه در مورد دما می دانید همه چیز نیست. یه چیز دیگه هم هست اگر یک مدل فیزیکی دما را به درستی بسازید، آنگاه کلید توصیف فرآیندهای انرژی از انتشار، ذوب و تبلور تا مقیاس هایی مانند افزایش دما با افزایش فشار، افزایش فشار با افزایش دما خواهد شد. حتی مدل فیزیکی انرژی خورشید نیز از مطالب بالا مشخص خواهد شد. من در زمستان هستم. . در اوایل بهار سال 20013، پس از بررسی مدل‌های دما، یک مدل دمای کلی تهیه کردم. پس از چند ماه، من پارادوکس دما را به یاد آوردم و سپس متوجه شدم ... که مدل دمای من نیز پارادوکس Mpemba را توصیف می کند. این در ماه مه - ژوئن 2013 بود. یک سال تاخیر، اما این برای بهترین است. مدل فیزیکی من یک فریم فریز است و می توان آن را هم به جلو و هم به عقب پیمایش کرد و دارای مهارت های حرکتی فعالیت است، همان فعالیتی که در آن همه چیز حرکت می کند. من 8 کلاس مدرسه و 2 سال دانشگاه با تکرار موضوع دارم. 20 سال گذشت. بنابراین من نمی توانم هیچ نوع مدل فیزیکی دانشمندان مشهور و همچنین فرمول ها را نسبت دهم. خیلی متاسفم.

Andrey , 08.11.2015 08:52

به طور کلی، من در مورد اینکه چرا آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند، ایده دارم. و در توضیحات من همه چیز بسیار ساده است، اگر علاقه مند هستید، برای من ایمیل بنویسید: [ایمیل محافظت شده]

Andrey , 08.11.2015 08:58

ببخشید اشتباه دادم صندوق پستیاین ایمیل صحیح است: [ایمیل محافظت شده]

ویکتور، 1394/12/23 10:37 ق.ظ

به نظر من همه چیز ساده تر است، برف با ما می بارد، گاز تبخیر شده است، خنک می شود، بنابراین شاید در یخبندان سریعتر سرد شود، زیرا تبخیر می شود و بلافاصله به دور از بالا آمدن متبلور می شود، و آب در حالت گازی سریعتر از مایع سرد می شود. )

Bekzhan , 1395/01/28 09:18

حتی اگر کسی این قوانین دنیا را که مرتبط با این اثر است فاش کند اینجا نمی نویسد از نظر من منطقی نیست که اسرار او را برای کاربران اینترنتی فاش کند وقتی می تواند آن را در سایت معروف منتشر کند. مجلات علمیو شخصاً در مقابل مردم ثابت کنید پس آنچه در اینجا در مورد این تأثیر نوشته خواهد شد، این همه اکثریت منطقی نیست.)))

الکس , 1395/02/22 12:48 ب.ظ

سلام تجربیان شما درست می گویید علم از جایی شروع می شود که ... نه اندازه گیری، بلکه محاسبات. "آزمایش" - یک استدلال ابدی و ضروری برای کسانی که از تخیل و تفکر خطی محروم هستند ، همه را آزرده خاطر کرد ، اکنون در مورد E \u003d mc2 - آیا همه به یاد دارند؟ سرعت پرواز مولکول‌ها از آب سرد به داخل اتمسفر، مقدار انرژی را که از آب می‌برند (سرد شدن - از دست دادن انرژی) تعیین می‌کند. خنک کردن جرم باقی مانده از آب) این همه چیز است، اگر از "آزمایش" خارج شوید و به خاطر بسپارید مبانیعلوم

ولادیمیر , 1395/04/25 10:53 ق.ظ | متئو

در آن روزهایی که ضد یخ امری نادر بود، آب سیستم خنک‌کننده خودروها در گاراژ گرم نشده یک ناوگان خودرو پس از یک روز کاری تخلیه می‌شد تا بلوک سیلندر یا رادیاتور یخ‌زدایی نشود - گاهی اوقات هر دو با هم. صبح آب گرم ریخته شد. در یخبندان شدید موتورها بدون مشکل روشن شدند. به نوعی به دلیل نبود آب گرم، آب از شیر آب ریخته شد. آب بلافاصله یخ زد. این آزمایش گران بود - دقیقاً به اندازه هزینه خرید و تعویض بلوک سیلندر و رادیاتور یک ماشین ZIL-131. کسی که باور نمی کند، بررسی کند. و امپمبا بستنی را آزمایش کردند. در بستنی، کریستالیزاسیون متفاوت از آب است. سعی کنید یک تکه بستنی و یک تکه یخ را با دندان گاز بگیرید. به احتمال زیاد منجمد نشد، اما در نتیجه سرد شدن ضخیم شد. و آب شیرین چه سرد و چه گرم در دمای 0*C یخ می زند. آب سرد - سریع زمان گرمبرای خنک کردن مورد نیاز است

سرگردان , 1395/06/05 12:54 | به الکس

"c" - سرعت نور در خلاء E=mc^2 - فرمول بیان کننده هم ارزی جرم و انرژی

آلبرت، 1395/07/27 08:22

اول، قیاس با اجسام جامد(فرایند تبخیر وجود ندارد). به تازگی مس لحیم شده لوله های آب. این فرآیند با گرم کردن انجام می شود مشعل گازتا نقطه ذوب لحیم کاری. زمان گرم شدن یک اتصال با کوپلینگ تقریباً یک دقیقه است. من یک اتصال را با کوپلینگ لحیم کردم و بعد از چند دقیقه متوجه شدم که آن را اشتباه لحیم کرده ام. پیمایش لوله در کوپلینگ کمی طول کشید. من دوباره شروع به گرم کردن مفصل با مشعل کردم و در کمال تعجب 3-4 دقیقه طول کشید تا اتصال تا نقطه ذوب گرم شود. چطوره!؟ از این گذشته ، لوله هنوز داغ است و به نظر می رسد انرژی بسیار کمتری برای گرم کردن آن تا نقطه ذوب مورد نیاز است ، اما همه چیز برعکس شد. همه چیز در مورد هدایت حرارتی است، که برای یک لوله از قبل گرم شده و مرز بین لوله گرم شده و لوله سرددر دو دقیقه او موفق شد از محل اتصال دور شود. حالا در مورد آب ما با مفاهیم رگ گرم و نیمه گرم کار خواهیم کرد. در یک ظرف گرم، یک مرز دمایی باریک بین ذرات داغ و بسیار متحرک و ذرات سرد و با حرکت آهسته تشکیل می شود که نسبتاً سریع از محیط به مرکز حرکت می کند، زیرا در این مرز، ذرات سریع به سرعت انرژی خود را از دست می دهند (سرد). ) توسط ذرات در طرف دیگر مرز. از آنجایی که حجم ذرات سرد بیرونی بیشتر است، پس ذرات سریع، خود را نشان می دهند انرژی حرارتی، نمی تواند ذرات سرد بیرونی را به میزان قابل توجهی گرم کند. بنابراین، فرآیند خنک سازی آب گرم نسبتا سریع اتفاق می افتد. از طرف دیگر، آب نیمه گرم رسانایی حرارتی بسیار کمتری دارد و عرض مرز بین ذرات نیمه گرم و سرد بسیار گسترده تر است. جابجایی به مرکز چنین مرز وسیعی بسیار کندتر از یک رگ داغ اتفاق می افتد. در نتیجه یک ظرف داغ سریعتر از یک ظرف گرم سرد می شود. به نظر من لازم است با قرار دادن چندین سنسور دما از وسط تا لبه ظرف، فرآیند خنک کردن آب با دماهای مختلف را در دینامیک ردیابی کنیم.

حداکثر , 1395/11/19 05:07

تأیید شده است: در یامال در یخبندان لوله ای با آب گرم یخ می زند و باید گرم شود اما سرد نیست!

Artem, 1395/09/12 01:25

سخت است، اما من فکر می کنم که آب سرد چگال تر از آب گرم است، حتی بهتر از آب جوشیده، و سپس در خنک شدن شتاب می گیرد، یعنی. آب گرم به دمای سرد می رسد و از آن سبقت می گیرد و با توجه به اینکه آب گرم از پایین یخ می زند نه از بالا همانطور که در بالا نوشته شده است، این روند را بسیار تسریع می کند!

الکساندر سرگئیف, 21.08.2017 10:52

چنین تأثیری وجود ندارد. افسوس. در سال 2016، مقاله مفصلی در مورد این موضوع در Nature منتشر شد: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect از آن مشخص می شود که اگر آزمایش ها با دقت انجام شود (اگر نمونه های آب گرم و سرد باشند در همه چیز به جز دما یکسان است)، اثر مشاهده نمی شود.

هدلب, 1396/08/22 05:31

ویکتور , 1396/10/27 03:52 ق.ظ

"واقعا هست." - اگر مدرسه نفهمید ظرفیت گرمایی و قانون بقای انرژی چیست. بررسی آن آسان است - برای این کار شما نیاز دارید: یک میل، یک سر، دست، آب، یک یخچال و یک ساعت زنگ دار. و پیست های اسکیت همانطور که کارشناسان می نویسند با آب سرد منجمد (پر) می شوند و با آب گرم یخ های بریده شده را صاف می کنند. و در زمستان باید مایع ضد یخ را در مخزن ماشین لباسشویی بریزید، نه آب. آب در هر صورت یخ می زند و آب سرد سریعتر یخ می زند.

ایرینا , 1397/01/23 10:58

دانشمندان در سراسر جهان از زمان ارسطو با این پارادوکس دست و پنجه نرم می کردند و ویکتور، زاولاب و سرگیف باهوش ترین آنها بودند.

دنیس , 02/01/2018 08:51

همه چیز در مقاله درست است. اما دلیل آن تا حدودی متفاوت است. در فرآیند جوش، هوای محلول در آن از آب تبخیر می شود، بنابراین با سرد شدن آب در حال جوش، در نتیجه چگالی آن کمتر از چگالی آن می شود. آب خامهمان دما دلایل دیگر برای هدایت حرارتی مختلفبه جز تراکم های مختلف، خیر.

هدلب, 1397/03/01 08:58 | سر آزمایشگاه

ایرینا :)، "دانشمندان کل جهان" با این "پارادوکس" مبارزه نمی کنند، برای دانشمندان واقعی این "پارادوکس" به سادگی وجود ندارد - این به راحتی در شرایط قابل تکرار خوب تأیید می شود. "پارادوکس" به دلیل آزمایشات تکرار نشدنی پسر آفریقایی Mpemba ظاهر شد و توسط "دانشمندان" مشابه متورم شد :)

اثر Mpemba یا چرا آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند؟ اثر Mpemba (Mpemba Paradox) پارادوکسی است که بیان می‌کند آب گرم در شرایط خاص سریع‌تر از آب سرد یخ می‌زند، اگرچه در فرآیند انجماد باید از دمای آب سرد عبور کند. این پارادوکس یک واقعیت تجربی است که با ایده‌های معمولی در تناقض است که بر اساس آن، در شرایط یکسان، جسم داغ‌تر به زمان بیشتری برای خنک شدن تا دمای معینی نسبت به جسم خنک‌تر برای خنک شدن در همان دما نیاز دارد. این پدیده در آن زمان توسط ارسطو، فرانسیس بیکن و رنه دکارت مورد توجه قرار گرفت، اما تنها در سال 1963، دانش آموز تانزانیایی Erasto Mpemba متوجه شد که مخلوط بستنی داغ سریعتر از بستنی سرد منجمد می شود. به عنوان دانش آموز در دبیرستان ماگامبا در تانزانیا، Erasto Mpemba این کار را انجام داد کار عملیبر پخت و پز. او مجبور شد بستنی خانگی درست کند - شیر را بجوشاند، شکر را در آن حل کند، خنک شود دمای اتاقو سپس در یخچال قرار دهید تا یخ بزند. ظاهراً مپمبا دانش آموز سخت کوشی خاصی نبود و در بخش اول تکلیف به تعویق انداخت. از ترس اینکه تا آخر درس سر وقت نرسد، شیر هنوز داغ را در یخچال گذاشت. در کمال تعجب، شیر حتی زودتر از شیر رفقای خود که بر اساس فناوری خاصی تهیه شده بود، یخ زد. پس از آن، Mpemba نه تنها با شیر، بلکه با آب ساده نیز آزمایش کرد. در هر صورت، او که قبلاً دانش‌آموز دبیرستان Mkwawa بود، از پروفسور دنیس آزبورن از کالج دانشگاه دارالسلام (دعوت شده توسط مدیر مدرسه برای ایراد سخنرانی در مورد فیزیک برای دانش‌آموزان) در مورد آب پرسید: «اگر می‌پذیرید. دو ظرف یکسان با حجم های مساوی آب به طوری که در یکی از آنها دمای آب 35 درجه سانتیگراد و در دیگری - 100 درجه سانتیگراد باشد و آنها را در فریزر قرار دهید سپس در دومی آب سریعتر یخ می زند. چرا؟ آزبورن به این موضوع علاقه مند شد و به زودی در سال 1969 به همراه Mpemba نتایج آزمایشات خود را در مجله "Physics Education" منتشر کردند. از آن زمان، اثری که آنها کشف کردند، اثر Mpemba نامیده می شود. تا به حال، هیچ کس دقیقا نمی داند چگونه این اثر عجیب را توضیح دهد. دانشمندان یک نسخه واحد ندارند، اگرچه تعداد زیادی وجود دارد. همه چیز در مورد تفاوت در خواص آب سرد و گرم است، اما هنوز مشخص نیست که کدام خواص در این مورد نقش دارند: تفاوت در فوق خنک شدن، تبخیر، تشکیل یخ، همرفت یا تأثیر گازهای مایع روی آب در دماهای مختلف پارادوکس اثر Mpemba این است که زمانی که بدن تا دمای محیط خنک می‌شود باید متناسب با اختلاف دمای این بدن و محیط باشد. این قانون توسط نیوتن وضع شد و از آن زمان تاکنون بارها در عمل تایید شده است. در همین اثر، آب در 100 درجه سانتی گراد تا 0 درجه سانتی گراد سریع تر از همان مقدار آب در دمای 35 درجه سانتی گراد خنک می شود. با این حال، این هنوز به معنای پارادوکس نیست، زیرا اثر Mpemba را نیز می توان بر حسب توضیح داد فیزیک شناخته شده. در اینجا چند توضیح برای اثر Mpemba آورده شده است: تبخیر آب داغ سریعتر از ظرف تبخیر می شود و در نتیجه حجم آن کاهش می یابد و حجم کمتری از آب در همان دما سریعتر یخ می زند. آبی که تا دمای 100 درجه سانتیگراد گرم می شود، با سرد شدن تا دمای 0 درجه سانتیگراد، 16 درصد از جرم خود را از دست می دهد. اثر تبخیر یک اثر دوگانه است. ابتدا جرم آب مورد نیاز برای خنک سازی کاهش می یابد. و ثانیاً به دلیل کاهش گرمای تبخیر انتقال از فاز آب به فاز بخار، دما کاهش می یابد. تفاوت دما با توجه به اینکه اختلاف دمای آب گرم و هوای سرد بیشتر است - بنابراین تبادل حرارت در این حالت شدیدتر است و آب گرم سریعتر خنک می شود. خنک سازی فرعی هنگامی که آب در دمای زیر صفر درجه سانتیگراد خنک می شود، همیشه یخ نمی زند. تحت شرایط خاص، می‌تواند در حالی که در دماهای زیر نقطه انجماد مایع باقی می‌ماند، تحت ابرسرد شدن قرار گیرد. در برخی موارد، آب حتی در دمای 20- درجه سانتیگراد می تواند مایع باقی بماند. دلیل این اثر این است که برای تشکیل اولین کریستال های یخ، به مراکز تشکیل بلور نیاز است. اگر آنها در آب مایع نباشند، ابرسرد شدن تا زمانی ادامه می‌یابد که دما به اندازه‌ای کاهش یابد که کریستال‌ها شروع به تشکیل خود به خودی کنند. هنگامی که آنها شروع به تشکیل در مایع فوق سرد می کنند، شروع به رشد سریعتر می کنند و یک لجن یخی تشکیل می دهند که یخ می زند و یخ را تشکیل می دهد. آب داغ بیشتر مستعد هیپوترمی است، زیرا گرمایش گازهای محلول و حباب ها را از بین می برد، که به نوبه خود می توانند به عنوان مراکزی برای تشکیل کریستال های یخ عمل کنند. چرا هیپوترمی باعث یخ زدن سریعتر آب گرم می شود؟ در مورد آب سرد که فوق خنک نیست، موارد زیر رخ می دهد. در این مورد لایه ی نازکیخ روی سطح ظرف تشکیل می شود. این لایه یخ به عنوان عایق بین آب و هوای سرد عمل می کند و از تبخیر بیشتر جلوگیری می کند. سرعت تشکیل کریستال های یخ در این حالت کمتر خواهد بود. در مورد آب گرم که تحت خنک‌سازی فرعی قرار می‌گیرد، آب سرد شده دارای لایه سطحی محافظ یخ نیست. بنابراین، گرما را از طریق قسمت باز بسیار سریعتر از دست می دهد. هنگامی که فرآیند فوق خنک کننده به پایان می رسد و آب یخ می زند، گرمای بسیار بیشتری از دست می رود و بنابراین یخ بیشتری تشکیل می شود. بسیاری از محققین این اثر هیپوترمی را عامل اصلی در مورد اثر Mpemba می دانند. همرفت آب سرد از بالا شروع به یخ زدن می کند و در نتیجه فرآیندهای تابش گرما و همرفت را بدتر می کند و در نتیجه گرما را از دست می دهد، در حالی که آب گرم از پایین شروع به یخ زدن می کند. این اثر با یک ناهنجاری در چگالی آب توضیح داده می شود. حداکثر چگالی آب در 4 درجه سانتیگراد است. اگر آب را تا 4 درجه سانتیگراد خنک کنید و در دمای پایین تری قرار دهید، لایه سطحی آب سریعتر یخ می زند. از آنجایی که این آب در دمای 4 درجه سانتی گراد چگالی کمتری نسبت به آب دارد، روی سطح می ماند و یک لایه نازک سرد تشکیل می دهد. در این شرایط لایه نازکی از یخ برای مدت کوتاهی روی سطح آب تشکیل می شود، اما این لایه یخ به عنوان یک عایق عمل می کند و از لایه های پایینی آب محافظت می کند که در دمای 4 درجه سانتی گراد باقی می مانند. از این رو پردازش بیشترخنک شدن کندتر خواهد بود. در مورد آب گرم وضعیت کاملا متفاوت است. لایه سطحیآب به دلیل تبخیر و اختلاف دما بیشتر سریعتر خنک می شود. همچنین لایه‌های آب سرد متراکم‌تر از لایه‌های آب گرم هستند، بنابراین لایه آب سرد به پایین فرو می‌رود و لایه را بالا می‌برد. آب گرمبه سطح. این گردش آب کاهش سریع دما را تضمین می کند. اما چرا این فرآیند به نقطه تعادل نمی رسد؟ برای توضیح اثر Mpemba از این دیدگاه جابجایی، لازم است فرض کنیم که لایه‌های سرد و گرم آب از هم جدا شده‌اند و فرآیند همرفت پس از آن ادامه می‌یابد. دمای میانگینآب به زیر 4 درجه سانتیگراد می رسد. با این حال، هیچ داده تجربی وجود ندارد که این فرضیه را تأیید کند که لایه های سرد و گرم آب در فرآیند همرفت از هم جدا می شوند. گازهای محلول در آب آب همیشه حاوی گازهای محلول در آن است - اکسیژن و دی اکسید کربن. این گازها توانایی پایین آوردن نقطه انجماد آب را دارند. هنگامی که آب گرم می شود، این گازها به دلیل حلالیت آنها در آب از آب خارج می شوند درجه حرارت بالازیر بنابراین، هنگامی که آب گرم خنک می شود، همیشه گازهای محلول کمتری در آن نسبت به آب سرد گرم نشده وجود دارد. بنابراین نقطه انجماد آب گرم شده بالاتر است و سریعتر یخ می زند. این عامل گاهی اوقات به عنوان اصلی ترین عامل در توضیح اثر Mpemba در نظر گرفته می شود، اگرچه هیچ داده تجربی تأیید کننده این واقعیت وجود ندارد. هدایت حرارتی این مکانیسم می تواند بازی کند نقش اساسیوقتی آب در فریزر قرار می گیرد محفظه یخچالدر ظروف کوچک در این شرایط مشاهده شده است که ظرف حاوی آب گرم یخ فریزر زیر آن را ذوب می کند و در نتیجه تماس حرارتی با دیواره فریزر و هدایت حرارتی را بهبود می بخشد. در نتیجه گرما از ظرف آب گرم سریعتر از ظرف سرد خارج می شود. به نوبه خود ظرف با آب سرد برف را زیر آن آب نمی کند. همه این شرایط (و همچنین سایر شرایط) در بسیاری از آزمایش‌ها مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، اما پاسخی صریح به این سؤال - که کدام یک از آنها بازتولید 100٪ اثر Mpemba را ارائه می‌کنند - به دست نیامده است. بنابراین، به عنوان مثال، در سال 1995، فیزیکدان آلمانی، دیوید اورباخ، تأثیر ابرسرد شدن آب را بر این اثر مطالعه کرد. او کشف کرد که آب گرم، با رسیدن به حالت فوق سرد، در دمای بالاتر از آب سرد و در نتیجه سریعتر از دومی یخ می‌زند. اما آب سرد سریعتر از آب گرم به حالت فوق خنک می رسد و در نتیجه تاخیر قبلی را جبران می کند. علاوه بر این، نتایج Auerbach با داده‌های قبلی که نشان می‌داد آب داغ به دلیل مراکز تبلور کمتر می‌تواند به ابرسرد شدن بیشتری دست یابد، تناقض داشت. هنگامی که آب گرم می شود، گازهای محلول در آن از آن خارج می شود و با جوشاندن مقداری املاح محلول در آن رسوب می کند. تا کنون، تنها یک چیز را می توان ادعا کرد - بازتولید این اثر اساساً به شرایطی بستگی دارد که در آن آزمایش انجام می شود. دقیقاً به این دلیل که همیشه بازتولید نمی شود. O. V. Mosin

اب- یک ماده نسبتا ساده از نظر شیمیایی، با این حال، دارای تعدادی خواص غیر معمول است که هرگز دانشمندان را شگفت زده نمی کند. در زیر حقایقی وجود دارد که کمتر کسی در مورد آنها می داند.

1. کدام آب سریعتر یخ می زند - سرد یا گرم؟

دو ظرف آب بردارید: در یکی آب داغ و در دیگری آب سرد بریزید و در فریزر قرار دهید. آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند، اگرچه منطقاً آب سرد باید ابتدا به یخ تبدیل می شد: بالاخره آب گرم ابتدا باید تا دمای سرد خنک شود و سپس به یخ تبدیل شود در حالی که آب سرد نیازی به خنک شدن ندارد. چرا این اتفاق می افتد؟

در سال 1963، یک دانش آموز تانزانیایی به نام Erasto B. Mpemba، در حالی که مخلوط بستنی آماده شده را منجمد می کرد، متوجه شد که مخلوط داغ در فریزر سریعتر از یخچال سرد جامد می شود. وقتی مرد جوان کشف خود را با یک معلم فیزیک در میان گذاشت، فقط به او خندید. خوشبختانه، دانش آموز پافشاری کرد و معلم را متقاعد کرد که آزمایشی انجام دهد، که کشف او را تایید کرد: در شرایط خاص، آب گرم واقعا سریعتر از آب سرد یخ می زند.

اکنون این پدیده یخ زدن آب گرم سریعتر از آب سرد نامیده می شود. اثر Mpemba". درست است، مدت ها قبل از او، این خاصیت منحصر به فرد آب توسط ارسطو، فرانسیس بیکن و رنه دکارت مورد توجه قرار گرفت.

دانشمندان ماهیت این پدیده را کاملاً درک نمی کنند و آن را با تفاوت در هیپوترمی، تبخیر، تشکیل یخ، همرفت یا تأثیر گازهای مایع بر آب سرد و گرم توضیح می دهند.

2. او قادر است فوراً منجمد شود

همه این را می دانند ابهمیشه وقتی تا 0 درجه سانتیگراد سرد می شود به یخ تبدیل می شود ... مگر در مواردی! چنین حالتی، برای مثال، supercooling است، که خاصیت آب بسیار خالص برای مایع ماندن حتی زمانی که در زیر نقطه انجماد سرد می شود، است. این پدیده با توجه به این واقعیت امکان پذیر می شود که محیط دارای مراکز تبلور یا هسته هایی نیست که بتواند تشکیل کریستال های یخ را تحریک کند. و بنابراین آب به صورت مایع باقی می ماند، حتی زمانی که تا دمای زیر صفر درجه سانتیگراد سرد شود.

فرآیند کریستالیزاسیونمی تواند به عنوان مثال توسط حباب های گاز، ناخالصی ها (آلودگی)، سطح ناهموار ظرف تحریک شود. بدون آنها، آب در حالت مایع باقی می ماند. هنگامی که فرآیند کریستالیزاسیون شروع می شود، می توانید مشاهده کنید که چگونه آب فوق العاده خنک شده فوراً به یخ تبدیل می شود.

توجه داشته باشید که آب "بسیار گرم" حتی زمانی که بالاتر از نقطه جوش گرم شود نیز مایع باقی می ماند.

3. 19 حالت آب

بدون تردید نام آب چند حالت مختلف دارد؟ اگر به سه پاسخ دادید: جامد، مایع، گاز، پس در اشتباهید. دانشمندان حداقل 5 حالت مختلف آب را به صورت مایع و 14 حالت را در حالت منجمد تشخیص می دهند.

صحبت در مورد آب فوق العاده خنک را به خاطر دارید؟ بنابراین، مهم نیست که چه کاری انجام می دهید، در دمای -38 درجه سانتیگراد، حتی خالص ترین آب فوق خنک به طور ناگهانی به یخ تبدیل می شود. با کاهش بیشتر دما چه اتفاقی می افتد؟ در دمای 120- درجه سانتیگراد، اتفاق عجیبی برای آب رخ می دهد: مانند ملاس، فوق چسبناک یا چسبناک می شود و در دمای زیر 135- درجه سانتیگراد، به آب "شیشه ای" یا "شیشه ای" تبدیل می شود - ماده جامدی که فاقد ساختار کریستالی

4. آب فیزیکدانان را شگفت زده می کند

در سطح مولکولی، آب حتی شگفت‌انگیزتر است. در سال 1995، دانشمندان آزمایشی را بر روی پراکندگی نوترون انجام دادند که نتیجه غیرمنتظره‌ای داشت: فیزیکدانان دریافتند که نوترون‌هایی که به سمت مولکول‌های آب هدایت می‌شوند، 25 درصد کمتر از حد انتظار پروتون‌های هیدروژن را می‌بینند.

معلوم شد که با سرعت یک آتوثانیه (10-18 ثانیه) یک اثر کوانتومی غیرعادی رخ می دهد و فرمول شیمیایی آب به جای H2O، H1.5O می شود!

5. حافظه آب

جایگزین طب رسمی هومیوپاتیاستدلال می کند که محلول رقیق یک دارو می تواند اثر درمانی بر بدن داشته باشد، حتی اگر فاکتور رقت آنقدر زیاد باشد که چیزی جز مولکول های آب در محلول باقی نماند. طرفداران هومیوپاتی این پارادوکس را با مفهومی به نام " حافظه آببر اساس آن، آب در سطح مولکولی دارای «حافظه» ماده ای است که زمانی در آن حل شده است و پس از اینکه حتی یک مولکول ماده در آن باقی نماند، خواص محلولی با غلظت اولیه را حفظ می کند.

یک تیم بین المللی از دانشمندان به رهبری پروفسور مادلین انیس از دانشگاه کوئینز بلفاست که از اصول هومیوپاتی انتقاد می کرد، آزمایشی را در سال 2002 انجام دادند تا یک بار برای همیشه این مفهوم را رد کنند. نتیجه برعکس شد. پس از آن، دانشمندان گفتند که آنها موفق شدند واقعیت این اثر را ثابت کنند. حافظه آب". با این حال، آزمایش هایی که تحت نظارت کارشناسان مستقل انجام شد، نتیجه ای نداشت. اختلاف در مورد وجود پدیده " حافظه آب" ادامه هید.

آب دارای بسیاری از خواص غیرعادی دیگر است که در این مقاله به آنها نپرداخته ایم. برای مثال، چگالی آب با دما متفاوت است (چگالی یخ کمتر از آب است). آب بسیار بزرگ است کشش سطحی; در حالت مایع، آب یک شبکه پیچیده و در حال تغییر پویا از خوشه‌های آب است و این رفتار خوشه‌ها است که بر ساختار آب و غیره تأثیر می‌گذارد.

در مورد این و بسیاری از ویژگی های غیر منتظره دیگر ابرا می توان در مقاله خواند خواص غیرعادی آبنویسنده آن مارتین چاپلین، استاد دانشگاه لندن است.