Maji ambayo huganda haraka zaidi: moto au baridi? Nini hutegemea

Kwa kweli, maji huganda haraka, moto au baridi, walioathirika na sababu mbalimbali, lakini swali yenyewe inaonekana kidogo isiyo ya kawaida. Inaeleweka, na inajulikana kutoka fizikia kwamba maji ya moto bado inahitaji muda na baridi na baridi joto la maji ni ikilinganishwa na kurejea kwa barafu. maji baridi unaweza kuruka hatua hii na, kwa mtiririko huo, baada ya muda ni atashinda. Lakini jibu la swali kama ambayo maji huganda haraka - moto au baridi - nje katika baridi, anajua kila mkazi wa latitudo ya kaskazini. Kwa kweli, katika njia ya kisayansi, inaonekana kuwa katika hali yoyote, maji baridi ni tu wajibu wa kufungia kasi zaidi.

Tu nilifikiri na fizikia mwalimu, ambayo akageuka mwanafunzi Erasto Mpemba mwaka 1963 na ombi kueleza kwa nini baridi mchanganyiko baadaye ice cream waliohifadhiwa muda mrefu zaidi ya sawa, lakini moto.

"Siyo fizikia ulimwengu, na baadhi ya fizikia Mpemba"

Wakati huo, mwalimu tu alicheka kuhusu hilo, lakini Deniss Osborne, profesa wa fizikia, ambaye mara moja alimfukuza shule hiyo, ambapo yeye alisoma Erasto, kimajaribio alithibitisha kuwepo kwa vile athari, ingawa maelezo kama ilikuwa si. Mwaka wa 1969, katika gazeti maarufu sayansi kuchapisha karatasi ya pamoja ya watu wawili, ambao wameelezea aina hii ya kazi. Tangu wakati huo, kwa njia, suala ambalo maji huganda haraka - moto au baridi, ina jina lake mwenyewe - athari au Paradoksia Mpemba.

swali akaondoka mrefu uliopita

Kwa kawaida, kabla ya jambo hili lilifanyika kuwa, na ilikuwa zilizotajwa katika kazi za wasomi wengine. Si tu mwanafunzi nia ya swali hili, lakini pia muda wako kufikiria kwamba Frensis Bekon, Rene Dekart, na hata Aristotle. Hiyo ni tu mbinu ya kutatua kitendawili hiki wakaanza kutafuta tu katika mwisho wa karne ya ishirini.

Masharti ya PARADOX ilitokea

Kama katika kesi ya ice cream, si tu maji ya kawaida huganda wakati wa jaribio. Kuwe na baadhi ya hali ili kuanza mjadala ambao maji huganda haraka - moto au baridi. Nini huathiri hali ya mchakato?

Sasa, katika karne ya 21, kuweka mbele idadi ya chaguzi ambayo inaweza kueleza fumbo danyj. Kile ambacho maji huganda haraka, moto au baridi, inaweza hutegemea ukweli kwamba maji ya moto ina zaidi ya baridi, kiwango kutokana na joto. Hivyo, kiasi yake hupungua, na kuwa ndogo kama kupungua kiasi na wakati kufungia, kuliko kama sisi kuchukua huo wa awali kiasi cha maji baridi.

Ni muda mrefu imekuwa mazingira hafifu friza

Kwa kweli, maji huganda haraka, na kwa nini hii inajitokeza, unaweza kuathiri theluji bitana ambayo inaweza kufanyika katika friza ya friji, kutumika kwa ajili ya majaribio. Kama sisi kuchukua vyombo viwili ni sawa katika ukubwa, lakini katika mmoja wao utakuwa na maji ya moto, na katika nyingine - baridi maji chombo na kuyeyuka moto chini ya theluji, na hivyo kuboresha mafuta ya mawasiliano safu na ukuta jokofu. chombo kwa maji baridi hawezi kufanya hivyo. Kama vile bitana na theluji katika friji sio maji baridi lazima joto kwa kasi zaidi.

Top - chini

Pia, jambo ambalo maji huganda haraka - moto au baridi, imeelezwa kama ifuatavyo. Kufuatia sheria fulani, maji baridi huanza kufungia kutoka tabaka ya juu wakati moto haina njia nyingine kote - huanza kufungia kutoka juu chini. Kwa hivyo inadhihirisha kwamba maji baridi, kuwa na safu ya juu na maeneo ya baridi tayari sumu barafu yenyewe kuzorota hivyo mchakato wa convection na mionzi ya joto, na hivyo alielezea kile maji huganda haraka - moto au baridi. Picha kutoka kwa majaribio Amateur masharti, na hapa ni inaonekana wazi.

Joto hutoka nje, kwa lengo kuelekea juu, na kuna alikutana na kitanda baridi sana. Free njia ya mionzi ya joto haipatikani, kwa sababu mchakato baridi inakuwa ngumu. vikwazo hizo katika njia yake ina kabisa hakuna maji ya moto. Nini freezes kasi zaidi - moto au baridi, inategemea nini matokeo uwezekano, Unaweza kupanua jibu kwamba maji yoyote ina Dutu fulani kufutwa humo.

Uchafu katika utungaji maji kama sababu na kuathiri matokeo ya

Kama si kudanganya na kutumia maji kwa muundo huo, ambapo mkusanyiko wa vitu fulani ni sawa, basi maji baridi lazima waliohifadhiwa kwa kasi. Lakini kama hali hiyo hutokea wakati kufutwa kemikali vipengele zinapatikana tu katika maji ya moto na maji baridi kwa wakati mmoja hawana, basi kuna uwezekano wa kuwa na maji ya moto kufungia kabla. sababu ni kwamba solutes katika maji kuunda vituo crystallization, na kwa idadi ndogo ya vituo hivi kugeuza maji kuwa hali ngumu ni ngumu. Pengine hata supercooled maji, kwa maana kwamba katika ndogo ya sifuri joto, itakuwa katika hali ya uoevu.

Lakini matoleo yote haya, inaonekana, si mpaka mwisho wa wanasayansi wa kupangwa na aliendelea kufanya kazi juu ya suala hili. Mwaka 2013, timu ya watafiti katika Singapore walisema kuwa imeweza kutatua umri wa miaka kitendawili. kundi la wanasayansi Kichina anasema kuwa siri ya athari hii ni kiasi cha nishati, ambayo ni kuhifadhiwa kati ya molekuli ya maji katika mawasiliano yake, inajulikana kama hidrojeni.

jibu kutoka wanasayansi Kichina

Taarifa zaidi kufuata, kwa uelewa wa ambayo ni muhimu kuwa na maarifa kuhusu kemia kuelewa ni aina gani ya maji huganda haraka - moto au baridi. Kama inajulikana, maji molekuli lina atomi mbili za H (hidrojeni) na chembe moja ya O (oksijeni) uliofanyika pamoja na vifungo covalent.

Lakini atomi pia moja hidrojeni na molekuli huvutiwa na molekuli jirani, kwa sehemu yao ya oksijeni. Ni dhamana hizi zinaitwa hidrojeni.

Ikumbukwe kwamba kwa wakati mmoja, molekuli ya maji hatua kwa kila muasi mmoja. Wanasayansi alibainisha kuwa joto la maji kuongezeka umbali kati ya molekuli yake na kuchangia katika hili vikosi tu chapwa. Ni zinageuka kuwa vifungo hidrojeni, kuchukua mbali moja kati ya molekuli katika hali ya baridi inaweza kuwa alisema kunyoosha, na wana kiasi kikubwa cha nishati. Ni nguvu hizi kuhifadhiwa ni huru wakati molekuli ya maji kuanza kwa njia ya kila mmoja, yaani, kuna baridi. Inaonekana kwamba nishati kubwa kuhifadhiwa katika maji ya moto na kuongeza kutolewa juu ya baridi ya joto subzero, ni kwa kasi zaidi kuliko katika maji baridi, ambapo usambazaji wa nishati hiyo chini. Hivyo ambayo maji huganda haraka - moto au baridi? Mitaani na katika maabara lazima PARADOX Mpemba na maji ya moto lazima kurejea katika barafu kwa kasi zaidi.

Lakini swali bado iko wazi

Kuna tu uthibitisho wa nadharia ya dalili - fomula zote zilizoandikwa na nzuri inaonekana kukubalika. Lakini wakati matokeo ya majaribio ambayo maji huganda haraka - moto au baridi, atakabidhiwa kwa maana ya vitendo, na matokeo yao yatawasilishwa, basi itakuwa rahisi kwa kuzingatia suala la fumbo Mpemba kufungwa.