Hangi su daha hızlı donar, sıcak veyasoğuk, birçok faktör etkiliyor, ancak sorunun kendisi biraz tuhaf görünüyor. Sıcak suyun buza dönüşmesi için benzer soğuk suyun sıcaklığına kadar soğuması için hala zamana ihtiyaç duyduğu fiziğin bilindiği gibi, ima ediliyor ve biliyor. Soğuk suda bu aşama atlanabilir ve buna göre zamanla kazanır.
1963 yılında okul çocuğu Erasto Mpemba tarafından gelecekteki dondurmanın soğuk karışımının neden benzer ama sıcak bir dondurmadan daha uzun donduğunu açıklama isteği ile yaklaşan fizik öğretmeni de aynı şekilde düşünüyordu.
"Bu dünya fiziği değil, bir tür Mpemba fiziği"
O sırada öğretmen sadece güldü amaErasto'nun çalıştığı okulda bir zamanlar uğrayan fizik profesörü Deniss Osborne, deneysel olarak böyle bir etkinin varlığını doğruladı, ancak o zamanlar bunun için bir açıklama yoktu. 1969'da popüler bir bilimsel dergi, bu tuhaf etkiyi açıklayan bu iki kişinin ortak makalesini yayınladı.
Soru uzun zamandır ortaya çıktı
Doğal olarak, böyle bir fenomenden önceolması gereken yer ve diğer bilim adamlarının eserlerinde bahsedilmiştir. Sadece öğrenci bu konuyla ilgilenmiyordu, Francis Bacon, Rene Descartes ve hatta Aristoteles zamanlarında bu konuyu düşündüler.
Bir paradoksun oluşma koşulları
Dondurmada olduğu gibi, sadece sade değildeney sırasında su donar. Hangi suyun daha hızlı donduğunu tartışmaya başlamak için belirli koşullar mevcut olmalıdır - soğuk veya sıcak. Bu sürecin seyrini neler etkiler?
Şimdi, 21. yüzyılda, birkaç seçenek öne sürüldü,bu paradoksu açıklayabilir. Hangi suyun daha hızlı, sıcak veya soğuk donduğu, sıcak suyun soğuk sudan daha hızlı buharlaşma hızına sahip olmasına bağlı olabilir. Böylece, hacmi azalır ve hacimde bir azalma ile donma süresi, benzer bir soğuk su hacmine göre daha kısalır.
Dondurucuyu uzun süre çözdürün
Hangi su daha hızlı donar ve nedenoluşur, deney için kullanılan buzdolabının dondurucusunda yer alabilen kar kaplamasından etkilenebilir. Hacim olarak aynı olan ancak biri sıcak su, diğeri soğuk su içeren iki kap alırsanız, içinde sıcak su bulunan kap, altındaki karı eritecek ve böylece termal seviyenin duvarla temasını iyileştirecektir. buzdolabı. Soğuk su kabı bunu yapamaz. Buzdolabı bölmesinde karla böyle bir astar yoksa, soğuk su daha hızlı donmalıdır.
Üst - Alt
Ayrıca suyun daha hızlı donması olgusu- sıcak veya soğuk, aşağıdaki şekilde açıklanır. Belirli yasaları takiben, soğuk su üst katmanlardan donmaya başlar, sıcak su tam tersi yaptığında, aşağıdan yukarıya donmaya başlar. Aynı zamanda, yer yer buz ile üstte soğuk bir katmana sahip olan soğuk suyun, bu nedenle konveksiyon ve termal radyasyon süreçlerini kötüleştirdiği ve böylece hangi suyun daha hızlı donduğunu - soğuk veya sıcak - açıkladığı ortaya çıktı. Amatör deneylerden elde edilen fotoğraf eklenmiştir ve burada açıkça görülmektedir.
Isı dışarı çıkar, yukarı doğru yönelir ve oradaçok soğuk bir katmanla buluşuyor. Isı radyasyonu için serbest bir yol yoktur, bu nedenle soğutma işlemi zorlaşır. Sıcak suyun yolunda böyle bir engeli yoktur. Hangisi daha hızlı donar - soğuk veya sıcak, olası sonucun bağlı olduğu, herhangi bir suyun içinde çözünmüş belirli maddeleri olduğu gerçeğiyle cevabı genişletebilirsiniz.
Sonucu etkileyen bir faktör olarak sudaki safsızlıklar
Hile yapmaz ve su kullanmazsanızAynı bileşimde, belirli maddelerin konsantrasyonlarının aynı olduğu durumlarda, soğuk su daha hızlı donmalıdır. Ancak, çözünmüş kimyasal elementler sadece sıcak suda mevcut olduğunda ve soğuk su bunlara sahip olmadığında bir durum meydana gelirse, sıcak suyun daha erken donması için bir fırsat vardır. Bu, sudaki çözünen maddelerin kristalleşme merkezleri oluşturması ve bu merkezlerin az sayıda olmasıyla suyun katı hale dönüştürülmesinin zor olmasıyla açıklanmaktadır. Sıfırın altındaki sıcaklıklarda sıvı halde olacağı anlamında, suyun aşırı soğutulması bile mümkündür.
Ancak görünüşe göre tüm bu versiyonlar bilim adamlarına tam olarak uymuyordu ve bu konuda çalışmaya devam ettiler. 2013 yılında, Singapur'daki bir araştırma ekibi, asırlık bir gizemi çözdüklerini söyledi.
Çinli Bilim Adamlarından İpucu
Hangisini anlamak için daha fazla bilgi verilecektir.hangi suyun daha hızlı donduğunu - sıcak veya soğuk - bulmak için biraz kimya bilgisine sahip olmak gerekir. Bildiğiniz gibi, bir su molekülü kovalent bağlarla bir arada tutulan iki H (hidrojen) ve bir O (oksijen) atomundan oluşur.
Ancak bir molekülün hidrojen atomları, komşu moleküllere, oksijen bileşenlerine çekilir. Hidrojen bağları adı verilen bu bağlardır.
Aynı zamanda hatırlamakta fayda varsu molekülleri birbirlerine itici. Bilim adamları, su ısıtıldığında molekülleri arasındaki mesafenin arttığını ve bunun itici kuvvetlerden kaynaklandığını belirtti. Soğuk haldeki moleküller arasında bir mesafe kaplayan hidrojen bağlarının gerildiği ve daha büyük bir enerji depolarına sahip oldukları söylenebilir. Su molekülleri birbirine yaklaşmaya başladığında, yani soğutma gerçekleştiğinde açığa çıkan bu enerji deposudur. Sıcak suda daha büyük bir enerji kaynağının ve sıfırın altındaki sıcaklıklara soğutulduğunda daha fazla salınmasının, bu tür bir enerji kaynağı daha düşük olan soğuk suya göre daha hızlı gerçekleştiği ortaya çıktı. Peki hangi su daha hızlı donar - soğuk mu sıcak mı? Sokakta ve laboratuvarda Mpemba paradoksu oluşmalı ve sıcak su daha hızlı buza dönüşmelidir.
Ama soru hala açık
Sadece teorik doğrulama varverilen çözüm - tüm bunlar güzel formüllerle yazılmış ve makul görünüyor. Ancak suyun daha hızlı donduğu - sıcak ya da soğuk - deneysel veriler pratik anlamda ortaya konulduğunda ve sonuçları sunulduğunda, Mpemba paradoksu sorusu kapalı kabul edilebilir.
