Niyə isti su donur? Su haqqında bilmədiyiniz şeylər

Bir çox tədqiqatçılar bunun səbəbi ilə bağlı öz versiyalarını irəli sürmüş və irəli sürməkdədirlər isti su soyuqdan daha tez donur. Bu bir paradoks kimi görünür - axı, dondurmaq üçün əvvəlcə isti suyun soyuması lazımdır. Lakin fakt fakt olaraq qalır və alimlər bunu müxtəlif cür izah edirlər.

Əsas versiyalar

Aktiv Bu an Bu faktı izah edən bir neçə versiya var:

1. İsti su daha tez buxarlandığı üçün onun həcmi azalır. Eyni temperaturda daha az miqdarda suyun donması daha sürətli baş verir.
2. Soyuducunun dondurucu bölməsində qar örtüyü var. İçərisində isti su olan qab altındakı qarı əridir. Bu, dondurucu ilə istilik təması yaxşılaşdırır.
3. Soyuq suyun dondurulması, isti sudan fərqli olaraq, yuxarıdan başlayır. Eyni zamanda, konveksiya və istilik radiasiyası və nəticədə istilik itkisi pisləşir.
4. IN soyuq su kristallaşma mərkəzləri var - orada həll olunan maddələr. Suda onların tərkibi azdırsa, buzlanma çətindir, baxmayaraq ki, eyni zamanda supersoyutma mümkündür - sıfırdan aşağı temperaturda maye vəziyyətində olduqda.

Ədalət naminə deyə bilərik ki, bu təsir həmişə müşahidə olunmur. Çox vaxt soyuq su isti sudan daha tez donur.

Su hansı temperaturda donur

Niyə su ümumiyyətlə donur? Tərkibində müəyyən miqdarda mineral və ya üzvi hissəciklər var. Bunlar, məsələn, çox kiçik qum, toz və ya gil hissəcikləri ola bilər. Havanın temperaturu azaldıqca, bu hissəciklər ətrafında buz kristallarının əmələ gəldiyi mərkəzlərdir.

Kristallaşma nüvələrinin rolunu su olan qabda hava qabarcıqları və çatlar da oynaya bilər. Suyun buza çevrilməsi prosesinin sürəti əsasən belə mərkəzlərin sayından təsirlənir - əgər onların sayı çox olarsa, maye daha tez donur. Normal şəraitdə, normal ilə atmosfer təzyiqi, su 0 dərəcə temperaturda mayedən bərk vəziyyətə çevrilir.

Mpemba effektinin mahiyyəti

Mpemba effekti paradoksdur, onun mahiyyəti müəyyən şərtlərdə isti suyun soyuq sudan daha tez donmasıdır. Bu fenomen Aristotel və Dekart tərəfindən fərq edildi. Ancaq 1963-cü ildə tanzaniyalı məktəbli Erasto Mpemba isti dondurmanın soyuq dondurmadan daha qısa müddətdə donduğunu müəyyən etdi. O, bu qənaətə aşpazlıq tapşırığını yerinə yetirərkən gəlib.

Şəkəri qaynadılmış süddə həll etməli və soyuduqdan sonra dondurmaq üçün soyuducuya qoymalı idi. Göründüyü kimi, Mpemba o qədər də çalışqan deyildi və tapşırığın birinci hissəsini gec yerinə yetirməyə başladı. Ona görə də südün soyumasını gözləmədi, isti soyuducuya qoydu. Verilən texnologiyaya uyğun olaraq işi görən sinif yoldaşlarından da tez donduğunda çox təəccübləndi.

Bu fakt gənci çox maraqlandırdı və o, adi su ilə təcrübələrə başladı. 1969-cu ildə Physics Education jurnalı Dar Es Salaam Universitetinin Mpemba və professoru Dennis Osbornun araşdırmalarının nəticələrini dərc etdi. Təsvir etdikləri təsirə Mpemba adı verildi. Ancaq bu gün də fenomen üçün dəqiq bir izahat yoxdur. Bütün elm adamları bunda əsas rolun soyudulmuş və isti suyun xüsusiyyətlərindəki fərqlərə aid olduğunu qəbul edirlər, lakin dəqiq nə məlum deyil.

Sinqapur versiyası

Sinqapur universitetlərindən birinin fiziklərini də hansı su daha tez donur - isti yoxsa soyuq sual maraqlandırırdı. Xi Zhang başda olmaqla tədqiqatçılar qrupu bu paradoksu məhz suyun xüsusiyyətləri ilə izah edib. Hər kəs suyun tərkibini məktəbdən bilir - bir oksigen atomu və iki hidrogen atomu. Oksigen müəyyən dərəcədə elektronları hidrogendən uzaqlaşdırır, buna görə də molekul müəyyən bir “maqnit” növüdür.

Nəticədə, suda olan müəyyən molekullar bir-birinə azca çəkilir və hidrogen bağı ilə birləşir. Onun gücü kovalent bağdan dəfələrlə aşağıdır. Sinqapurlu tədqiqatçılar Mpemba paradoksunun izahının məhz hidrogen bağlarında olduğuna inanırlar. Su molekulları bir-birinə çox sıx yerləşdirilirsə, molekullar arasında belə güclü qarşılıqlı təsir molekulun özünün ortasındakı kovalent bağı deformasiya edə bilər.

Lakin su qızdırıldıqda, bağlı molekullar bir-birindən bir qədər uzaqlaşır. Nəticədə, artıq enerjinin sərbəst buraxılması və daha aşağı enerji səviyyəsinə keçid ilə kovalent bağların gevşemesi molekulların ortasında baş verir. Bu, isti suyun sürətlə soyumağa başlamasına gətirib çıxarır. Ən azı, Sinqapur alimlərinin apardıqları nəzəri hesablamalar bunu göstərir.

Dərhal donduran su - 5 inanılmaz fənd: Video

Britaniya Kral Kimya Cəmiyyəti bəzi hallarda isti suyun niyə soyuq sudan daha tez donduğunu elmi şəkildə izah edə bilən hər kəsə 1000 funt sterlinq mükafat təklif edir.

“Müasir elm hələ də sadə görünən bu suala cavab verə bilmir. Dondurma istehsalçıları və barmenlər gündəlik işlərində bu effektdən istifadə edirlər, lakin bunun nə üçün işlədiyini heç kim bilmir. Bu problem minilliklər boyu məlum olub, Aristotel və Dekart kimi filosoflar bu barədə düşünüblər”, - Britaniya Kral Kimya Cəmiyyətinin prezidenti, professor David Phillips Cəmiyyətin press-relizində sitat gətirib.

Afrikadan olan bir aşpaz britaniyalı fizika professorunu necə məğlub etdi

Bu, aprel zarafatı deyil, sərt fiziki reallıqdır. Qalaktikalar və qara dəliklərlə asanlıqla fəaliyyət göstərən, kvark və bozonları axtarmaq üçün nəhəng sürətləndiricilər quran müasir elm elementar suyun necə “işlədiyini” izah edə bilmir. Məktəb dərsliyində açıq şəkildə yazılıb ki, daha isti bədəni soyutmaq soyuq bədəni soyutmaqdan daha çox vaxt tələb edir. Ancaq su üçün bu qanuna həmişə riayət olunmur. Aristotel bu paradoksa eramızdan əvvəl IV əsrdə diqqət çəkmişdir. e. Qədim yunan özünün “Meteorologica I” kitabında yazırdı: “Suyun əvvəlcədən qızdırılması onun donmasına səbəb olur. Buna görə də bir çox insanlar isti suyu daha tez soyutmaq istədikdə əvvəlcə onu günəşə qoyurlar...” Orta əsrlərdə Frensis Bekon və Rene Dekart bu hadisəni izah etməyə çalışmışlar. Təəssüf ki, nə böyük filosoflar, nə də klassik termofizikanı inkişaf etdirən çoxsaylı elm adamları buna müvəffəq olmadılar və buna görə də belə bir əlverişsiz fakt uzun müddət "unudulub".

Və yalnız 1968-ci ildə heç bir elmdən uzaq olan Tanzaniyadan olan məktəbli Erasto Mpembe sayəsində "xatırladılar". 1963-cü ildə kulinariya məktəbində oxuyarkən 13 yaşlı Mpembeyə dondurma hazırlamaq tapşırığı verildi. Texnologiyaya görə, südü qaynatmaq, içində şəkəri həll etmək, soyudulana qədər saxlamaq lazım idi otaq temperaturu və sonra dondurmaq üçün soyuducuya qoyun. Görünür, Mpemba çalışqan tələbə deyildi və tərəddüd edirdi. Dərsin sonuna çatmayacağından qorxaraq hələ də isti südü soyuducuya qoydu. Təəccüblüdür ki, o, yoldaşlarının bütün qaydalara uyğun hazırlanmış südündən də tez donub.

Mpemba kəşfini fizika müəllimi ilə bölüşəndə ​​bütün sinfin gözü qarşısında ona güldü. Mpemba təhqiri xatırladı. Beş il sonra, artıq Dar es Salaamda universitetin tələbəsi olan o, məşhur fizik Denis G. Osbornun mühazirəsinə qatıldı. Mühazirədən sonra o, alimə sual verdi: “Əgər siz bərabər miqdarda su olan iki eyni qab götürsəniz, biri 35 °C (95 °F), digəri isə 100 °C (212 °F) və onları yerləşdirin. dondurucuda, sonra isti qabda su daha tez donar. Niyə?" Tanzaniyadan olan bir gəncin sualına ingilis professorunun reaksiyasını təsəvvür edə bilərsiniz. O, tələbəni ələ salıb. Lakin Mpemba belə bir cavaba hazır idi və alimə mərc etməyə çağırdı. Onların mübahisəsi Mpembanın haqlı olduğunu və Osbornun məğlub olduğunu təsdiqləyən eksperimental testlə başa çatdı. Beləliklə, aşpaz şagirdi öz adını elm tarixinə yazdı və bundan sonra bu fenomen “Mpemba effekti” adlanır. Onu atmaq, “yox” elan etmək mümkün deyil. Bu fenomen mövcuddur və şairin yazdığı kimi, "ağrısı yoxdur".

Toz hissəcikləri və həll olunan maddələr günahkardırmı?

İllər ərzində çoxları donmuş suyun sirrini açmağa çalışıblar. Bu fenomen üçün bir çox izahat təklif edilmişdir: buxarlanma, konveksiya, həll olunmuş maddələrin təsiri - lakin bu amillərin heç biri qəti hesab edilə bilməz. Bir sıra elm adamları bütün həyatlarını Mpemba effektinə həsr ediblər. Radiasiya Təhlükəsizliyi İdarəsinin əməkdaşı Dövlət Universiteti Nyu-York - James Brownridge - in boş vaxt artıq on ildən çoxdur ki, paradoksu öyrənir. Yüzlərlə təcrübə apardıqdan sonra alim hipotermiyanın "günahı"na dair sübutların olduğunu iddia edir. Brownridge izah edir ki, 0°C-də su yalnız həddindən artıq soyuyur və temperatur aşağı düşəndə ​​donmağa başlayır. Donma nöqtəsi sudakı çirklərlə tənzimlənir - onlar buz kristallarının əmələ gəlmə sürətini dəyişir. Toz hissəcikləri, bakteriyalar və həll olunmuş duzlar kimi çirklər kristallaşma mərkəzləri ətrafında buz kristalları əmələ gəldikdə xarakterik nüvələşmə temperaturuna malikdir. Suda eyni anda bir neçə element olduqda, donma nöqtəsi ən çox olanı ilə müəyyən edilir yüksək temperatur nüvələşmə.

Təcrübə üçün Brownridge eyni temperaturda iki su nümunəsi götürdü və onları dondurucuya qoydu. Nümunələrdən birinin həmişə digərindən əvvəl donduğunu kəşf etdi - ehtimal ki, buna görə müxtəlif birləşmələrçirkləri.

Brownridge deyir ki, isti su daha sürətli soyuyur, çünki suyun temperaturu ilə dondurucu arasında daha böyük fərq var - bu, soyuq su ən azı 5°C aşağı olan təbii donma nöqtəsinə çatmazdan əvvəl onun donma nöqtəsinə çatmasına kömək edir.

Bununla belə, Braunricin əsaslandırması çoxlu suallar doğurur. Buna görə də, Mpemba effektini özünəməxsus şəkildə izah edə bilənlərin Britaniya Kral Kimya Cəmiyyətindən min funt sterlinq üçün yarışmaq şansı var.

Məktəbdə ən çox sevdiyim fənlərdən biri kimya idi. Bir dəfə kimya müəllimi bizə çox qəribə və çətin tapşırıq verdi. O, bizə kimya baxımından cavab verməli olduğumuz sualların siyahısını verdi. Bu tapşırığı yerinə yetirmək üçün bizə bir neçə gün vaxt verildi və kitabxanalardan və digər mövcud məlumat mənbələrindən istifadə etməyə icazə verildi. Bu suallardan biri suyun donma nöqtəsi ilə bağlı idi. Sualın necə səsləndiyini dəqiq xatırlamıram, amma söhbət eyni ölçülü iki taxta vedrə götürsəniz, biri ilə isti su, digəri soyuqla (dəqiq müəyyən edilmiş temperaturla) və onları müəyyən temperaturlu bir mühitə yerləşdirin, hansı daha tez donacaq? Əlbəttə ki, cavab dərhal özünü təklif etdi - bir vedrə soyuq su, lakin biz bunun çox sadə olduğunu düşündük. Lakin bu, tam cavab vermək üçün kifayət deyildi, bizə kimyəvi baxımdan bunu sübut etmək lazım idi. Bütün düşüncələrimə, araşdırmalarıma baxmayaraq, məntiqli bir nəticəyə gələ bilmədim. Hətta o gün bu dərsi atlamağa qərar verdim, ona görə də bu tapmacanın həllini heç vaxt öyrənmədim.

İllər keçdi və mən çox şey öyrəndim gündəlik miflər suyun qaynama nöqtəsi və donma nöqtəsi haqqında və bir mif deyirdi: "isti su daha tez donur." Bir çox saytlara baxdım, lakin məlumatlar çox ziddiyyətli idi. Bunlar isə sadəcə olaraq elmi baxımdan əsassız fikirlər idi. Və xərcləməyə qərar verdim öz təcrübəsi. Taxta vedrə tapa bilmədiyim üçün dondurucu, soba, bir az su və rəqəmsal termometrdən istifadə etdim. Təcrübəmin nəticələri barədə bir az sonra sizə məlumat verəcəyəm. Əvvəlcə su ilə bağlı bəzi maraqlı arqumentləri sizinlə bölüşəcəyəm:

İsti su soyuq sudan daha tez donur. Əksər mütəxəssislər soyuq suyun isti sudan daha tez donacağını deyirlər. Ancaq naməlum səbəblərdən bir gülməli hadisə (Memba effekti adlanır) bunun əksini sübut edir: isti su soyuq sudan daha tez donur. Bir neçə izahatdan biri buxarlanma prosesidir: çox isti su soyuq bir mühitə qoyularsa, su buxarlanmağa başlayacaq (qalan suyun miqdarı daha sürətli donacaq). Və kimya qanunlarına görə, bu, heç də mif deyil və çox güman ki, müəllimin bizdən eşitmək istədiyi budur.

Qaynadılmış su kran suyundan daha tez donur. Əvvəlki izahata baxmayaraq, bəzi ekspertlər otaq temperaturuna qədər soyudulmuş qaynadılmış suyun daha sürətli donması lazım olduğunu iddia edirlər, çünki qaynama oksigen miqdarını azaldır.

Soyuq su isti sudan daha tez qaynayır. Əgər isti su daha tez donursa, onda bəlkə soyuq su daha tez qaynayar! Bu ziddiyyət təşkil edir sağlam düşüncə və alimlər bunun sadəcə ola bilməyəcəyini söyləyirlər. İsti kran suyu əslində soyuq sudan daha sürətli qaynamalıdır. Amma qaynatmaq üçün isti sudan istifadə enerjiyə qənaət etmir. Siz daha az qaz və ya işıq istifadə edə bilərsiniz, lakin su qızdırıcısı soyuq suyu qızdırmaq üçün eyni miqdarda enerji sərf edəcək. (İLƏ günəş enerjisi işlər bir az fərqlidir). Su qızdırıcısı ilə suyun istiləşməsi nəticəsində çöküntü görünə bilər, buna görə də suyun istiləşməsi daha uzun sürəcək.

Suya duz əlavə etsəniz daha tez qaynayar. Duz qaynama temperaturunu artırır (və müvafiq olaraq donma nöqtəsini aşağı salır - buna görə də bəzi evdar qadınlar dondurmalarına bir az qaya duzu əlavə edirlər). Ancaq bu vəziyyətdə bizi başqa bir sual maraqlandırır: su nə qədər qaynayacaq və bu halda qaynama nöqtəsi 100 ° C-dən yuxarı qalxa bilərmi). Alimlər yemək kitablarında dediklərinə baxmayaraq, qaynar suya əlavə etdiyimiz duzun qaynama müddətinə və ya temperaturuna təsir etmək üçün kifayət etmədiyini bildirirlər.

Ancaq əldə etdiyim budur:

Soyuq su: Mən üç stəkan 100 ml təmizlənmiş su istifadə etdim: biri otaq temperaturunda (72°F/22°C), biri isti su ilə (115°F/46°C) və biri qaynadılmış su ilə (212°F) °F/100°C). Hər üç stəkanı -18°C-də dondurucuya qoydum. Suyun dərhal buza çevrilməyəcəyini bildiyim üçün "taxta üzən" istifadə edərək donma dərəcəsini təyin etdim. Şüşənin ortasına qoyulan çubuq artıq bazaya dəyməyəndə suyu donmuş hesab etdim. Hər beş dəqiqədən bir eynəkləri yoxlayırdım. Və mənim nəticələrim nədir? Birinci stəkandakı su 50 dəqiqədən sonra dondu. Qaynar su 80 dəqiqədən sonra dondu. Qaynadılmış - 95 dəqiqədən sonra. Nəticələrim: Dondurucudakı şəraiti və istifadə etdiyim suyu nəzərə alaraq, Memba effektini təkrarlaya bilmədim.

Mən də bu təcrübəni əvvəllər qaynadılmış və otaq temperaturuna qədər soyudulmuş su ilə sınadım. 60 dəqiqə ərzində dondu - hələ də dondurmaq soyuq sudan daha uzun sürdü.

Qaynamış su: Otaq temperaturunda bir litr su götürüb odun üstünə qoydum. 6 dəqiqədə qaynadı. Sonra yenidən otaq istiliyinə qədər soyudum və isti halda əlavə etdim. Eyni atəşlə qaynar su 4 saat 30 dəqiqə qaynadı. Nəticə: Gözlənildiyi kimi, isti su daha sürətli qaynayır.

Qaynadılmış su (duzlu): 2 əlavə etdim böyük qaşıqlar 1 litr suya masa duzu. 6 dəqiqə 33 saniyədə qaynadı və termometr göstərdiyi kimi 102°C temperatura çatdı. Şübhəsiz ki, duz qaynama nöqtəsinə təsir edir, lakin çox deyil. Nəticə: suda duz temperatur və qaynama müddətinə çox təsir etmir. Səmimi etiraf edirəm ki, mənim mətbəximi çətin ki, laboratoriya adlandırmaq olar və ola bilsin ki, gəldiyim nəticələr reallıqla ziddiyyət təşkil edir. mənim dondurucu yeməyi qeyri-bərabər dondura bilər. Mənim şüşə eynək ola bilər düzensiz forma, və s. Amma laboratoriyada nə olursa olsun, mətbəxdə suyun dondurulması və ya qaynadılmasına gəlincə, ən vacib şey sağlam düşüncədir.

ilə əlaqə maraqlı faktlar su haqqında hər şey
forum.ixbt.com forumunda təklif edildiyi kimi, bu effekt (isti suyun soyuq sudan daha tez dondurulması təsiri) “Aristotel-Mpemba effekti” adlanır.

Bunlar. Qaynadılmış su (soyudulmuş) “xam” sudan daha tez donur

Hansı suyun daha sürətli, isti və ya soyuq donmasına təsir edən bir çox amil var, lakin sualın özü bir az qəribə görünür. Nəticə və bu, fizikadan məlumdur ki, isti suyun buza çevrilməsi üçün müqayisə edilən soyuq suyun temperaturuna qədər soyuması üçün hələ də vaxt lazımdır. Soyuq su bu mərhələni keçə bilər və buna görə də vaxt qazanır.

Ancaq soyuqda hansı suyun daha tez dondurulduğu sualının cavabı - soyuq və ya isti - şimal enliklərinin hər hansı bir sakini bilir. Əslində, elmi olaraq belə çıxır ki, istənilən halda soyuq su sadəcə olaraq daha tez donmağa məcburdur.

1963-cü ildə məktəbli Erasto Mpembanın yanına gələn fizika müəllimi gələcək dondurmanın soyuq qarışığının niyə oxşar, lakin isti dondurmadan daha uzun müddət dondurulduğunu izah etmək istəyi ilə eyni şeyi düşündü.

"Bu universal fizika deyil, bir növ Mpemba fizikasıdır"

O zaman müəllim buna yalnız güldü, lakin bir vaxtlar Erastonun oxuduğu məktəbə gələn fizika professoru Deniss Osborne belə bir təsirin olduğunu eksperimental olaraq təsdiqlədi, baxmayaraq ki, o zaman bunun üçün heç bir izahat yox idi. 1969-cu ildə məşhur elmi jurnalda bu iki şəxsin birgə məqaləsi dərc olundu və bu xüsusi effekti təsvir etdi.

O vaxtdan bəri, yeri gəlmişkən, hansı suyun daha sürətli donması sualının - isti və ya soyuq - öz adı var - Mpemba effekti və ya paradoks.

Sual uzun müddətdir ətrafındadır

Təbii ki, belə bir hadisə əvvəllər də olub və başqa alimlərin əsərlərində də qeyd olunub. Bu məsələ təkcə məktəblini maraqlandırmırdı, Rene Dekart, hətta Aristotel də bir vaxtlar bu haqda düşünürdü.

Lakin onlar bu paradoksu həll etmək üçün yalnız iyirminci əsrin sonunda yanaşmalar axtarmağa başladılar.

Paradoksun baş verməsi üçün şərtlər

Dondurmada olduğu kimi, bu da asan deyil düz su təcrübə zamanı donur. Hansı suyun daha sürətli donması - soyuq və ya isti olması ilə bağlı mübahisəyə başlamaq üçün müəyyən şərtlər olmalıdır. Bu prosesin gedişinə nə təsir edir?

İndi, 21-ci əsrdə bu paradoksu izah edə biləcək bir neçə variant irəli sürülüb. Hansı suyun daha tez donması, isti və ya soyuq olması onun soyuq sudan daha yüksək buxarlanma sürətinə malik olmasından asılı ola bilər. Beləliklə, onun həcmi azalır və həcmi azaldıqca, donma müddəti eyni ilkin soyuq suyun həcmini aldığımızdan daha qısa olur.

Dondurucunun buzunu əritdiyiniz vaxtdan bir müddət keçib.

Hansı suyun daha tez donduğuna və bunun niyə baş verdiyinə təcrübə üçün istifadə edilən soyuducunun dondurucusunda ola biləcək qar örtüyü təsir edə bilər. Həcmi eyni olan, lakin birində isti su olan, digərində soyuq olan iki qab götürsəniz, isti su olan qab altındakı qarı əridəcək və bununla da istilik səviyyəsinin soyuducunun divarı ilə təmasını yaxşılaşdıracaqdır. Soyuq su qabı bunu edə bilməz. İçində qarla belə bir astar varsa soyuducu kamera yox, soyuq su daha tez donmalıdır.

Üst - alt

Həmçinin suyun daha tez donması fenomeni - isti və ya soyuq - aşağıdakı kimi izah olunur. Müəyyən qanunlara uyğun olaraq soyuq su donmağa başlayır üst təbəqələr, isti olduqda bunun əksini edir - aşağıdan yuxarı donmağa başlayır. Məlum olub ki, soyuq su, artıq yerlərdə buzla örtülmüş soyuq təbəqəyə malik olmaqla, konveksiya və konveksiya proseslərini pisləşdirir. termal radiasiya, bununla da hansı suyun daha sürətli donduğunu izah edir - soyuq və ya isti. Həvəskar eksperimentlərdən fotoşəkillər əlavə olunur və bu burada aydın görünür.

İstilik sönür, yuxarıya doğru tələsir və orada çox sərin bir təbəqə ilə qarşılaşır. İstilik radiasiyası üçün sərbəst yol yoxdur, buna görə də soyutma prosesi çətinləşir. İsti suyun yolunda qətiyyən belə maneələr yoxdur. Hansı daha tez donur - soyuq və ya isti, ehtimal olunan nəticəni nə müəyyənləşdirir? Hər hansı bir suyun tərkibində həll olunan müəyyən maddələrin olduğunu söyləyərək cavabı genişləndirə bilərsiniz.

Nəticəyə təsir edən amil kimi suda olan çirklər

Əgər aldatmasanız və müəyyən maddələrin konsentrasiyası eyni olan eyni tərkibli su istifadə etməsəniz, soyuq su daha tez donmalıdır. Ancaq həll edildikdə bir vəziyyət yaranarsa kimyəvi elementlər yalnız isti suda mövcuddur və soyuq suda bunlar yoxdur, o zaman isti suyun daha əvvəl donması ehtimalı var. Bu onunla izah olunur ki, suda həll olunan maddələr kristallaşma mərkəzləri yaradır və bu mərkəzlərin az olması ilə suyun bərk vəziyyətə çevrilməsi çətin olur. Hətta suyun həddindən artıq soyuması da mümkündür, yəni sıfırdan aşağı temperaturda maye vəziyyətdə olacaq.

Ancaq bütün bu versiyalar, görünür, alimlərə tam uyğun gəlmədi və onlar bu məsələ üzərində işləməyə davam etdilər. 2013-cü ildə Sinqapurda bir qrup tədqiqatçı çoxillik bir sirri həll etdiklərini söylədi.

Bir qrup çinli alim iddia edir ki, bu təsirin sirri hidrogen bağları adlanan bağlarındakı su molekulları arasında toplanan enerjinin miqdarındadır.

Çinli alimlərin cavabı

Aşağıda hansı suyun daha sürətli donduğunu - isti və ya soyuq olduğunu başa düşmək üçün kimya haqqında bir az biliyə sahib olmağınız lazım olan məlumatdır. Məlum olduğu kimi, kovalent bağlarla bir-birinə bağlanmış iki H (hidrogen) atomu və bir O (oksigen) atomundan ibarətdir.

Həm də bir molekulun hidrogen atomları qonşu molekullara, onların oksigen komponentinə cəlb olunur. Bu bağlara hidrogen bağları deyilir.

Eyni zamanda, su molekullarının bir-birinə itələyici təsir göstərdiyini xatırlamaq lazımdır. Alimlər qeyd ediblər ki, su qızdırılan zaman onun molekulları arasındakı məsafə artır və buna itələyici qüvvələr kömək edir. Belə çıxır ki, soyuq vəziyyətdə molekullar arasında eyni məsafəni tutmaqla onların uzandığını söyləmək olar və daha çox enerji ehtiyatına malikdirlər. Məhz bu enerji ehtiyatı su molekulları bir-birinə yaxınlaşmağa başlayanda ayrılır, yəni soyutma baş verir. Belə çıxır ki, isti suda daha çox enerji ehtiyatı və sıfırdan aşağı temperaturda soyuduqda daha çox sərbəst buraxılması, belə enerjinin daha kiçik ehtiyatı olan soyuq su ilə müqayisədə daha sürətli baş verir. Beləliklə, hansı su daha tez donur - soyuq və ya isti? Küçədə və laboratoriyada Mpemba paradoksu baş verməli və isti su daha tez buza çevrilməlidir.

Ancaq sual hələ də açıqdır

Bu həllin yalnız nəzəri təsdiqi var - bütün bunlar gözəl düsturlarla yazılmışdır və inandırıcı görünür. Lakin suyun daha tez dondurulduğu - isti və ya soyuq - eksperimental məlumatlar praktiki istifadəyə verildikdə və onların nəticələri təqdim edildikdə, Mpemba paradoksu məsələsi qapalı sayıla bilər.