Pershendetje te dashur te dashuruar fakte interesante. Sot do të flasim me ju për. Por unë mendoj se pyetja e shtruar në titull mund të duket thjesht absurde - por duhet gjithmonë t'i besohet plotësisht famëkeqit " sens të përbashkët", në vend të një eksperimenti testimi të përcaktuar rreptësisht. Le të përpiqemi të kuptojmë pse ujë të nxehtë a ngrin me shpejt se i ftohti?

Sfondi historik

Se në çështjen e ngrirjes së ujit të ftohtë dhe të nxehtë, "jo gjithçka është e pastër" u përmend në veprat e Aristotelit, pastaj shënime të ngjashme bënë edhe F. Bacon, R. Descartes dhe J. Black. NË histori moderne Këtij efekti iu dha emri "Paradoksi i Mpemba" - sipas nxënësit të shkollës Tanganyika Erasto Mpemba, i cili i bëri të njëjtën pyetje një profesori vizitor të fizikës.

Pyetja e djalit nuk lindi nga askund, por nga vëzhgimet thjesht personale të procesit të ftohjes së përzierjeve të akullores në kuzhinë. Sigurisht, shokët e klasës që ishin të pranishëm aty, së bashku me mësues shkolle qeshi me Mpemba - megjithatë, pas një testi eksperimental personalisht nga profesori D. Osborne, dëshira për të tallur Eraston "avulloi". Për më tepër, Mpemba, së bashku me një profesor, botoi një përshkrim të hollësishëm të këtij efekti në Edukimin fizik në vitin 1969 - dhe që atëherë emri i lartpërmendur është fiksuar në literaturën shkencore.

Cili është thelbi i fenomenit?

Konfigurimi i eksperimentit është mjaft i thjeshtë: gjëra të tjera kushte të barabarta testohen anije identike me mure të hollë, në to - në mënyrë rigoroze sasi të barabarta ujëra që ndryshojnë vetëm në temperaturë. Enët ngarkohen në frigorifer, pas së cilës regjistrohet koha derisa të formohet akulli në secilën prej tyre. Paradoksi është se në një enë me një lëng fillimisht më të nxehtë kjo ndodh më shpejt.

Si e shpjegon fizika moderne këtë?

Paradoksi nuk ka një shpjegim universal, pasi disa procese paralele ndodhin së bashku, kontributi i të cilave mund të ndryshojë në varësi të kushteve specifike fillestare - por me një rezultat uniform:

• aftësia e një lëngu për të superftohur - fillimisht ujë të ftohtë më të prirur ndaj hipotermisë, d.m.th. mbetet i lëngshëm kur temperatura e tij është tashmë nën pikën e ngrirjes
• ftohje e përshpejtuar - avulli nga uji i nxehtë shndërrohet në mikrokristale akulli, të cilat, kur bien mbrapa, përshpejtojnë procesin, duke punuar si një "këmbyes i jashtëm i nxehtësisë" shtesë.
• Efekti izolues - ndryshe nga uji i nxehtë, uji i ftohtë ngrin nga lart, gjë që çon në një ulje të transferimit të nxehtësisë nga konvekcioni dhe rrezatimi

Ka një sërë shpjegimesh të tjera ( herën e fundit Shoqëria Mbretërore Britanike e Kimisë mbajti një konkurs për hipotezën më të mirë kohët e fundit, në 2012) - por nuk ka ende një teori të qartë për të gjitha rastet e kombinimeve të kushteve të hyrjes...

Kjo është e vërtetë, megjithëse tingëllon e pabesueshme, sepse gjatë procesit të ngrirjes, uji i ngrohur paraprakisht duhet të kalojë temperaturën e ujit të ftohtë. Ndërkohë, ky efekt përdoret gjerësisht. Për shembull, pistat e patinazhit dhe rrëshqitjet mbushen me ujë të nxehtë dhe jo të ftohtë në dimër. Ekspertët këshillojnë shoferët që të derdhin ujë të ftohtë, jo të nxehtë, në rezervuarin e larëses në dimër. Paradoksi njihet në botë si "Efekti Mpemba".

Ky fenomen u përmend në një kohë nga Aristoteli, Francis Bacon dhe Rene Descartes, por vetëm në vitin 1963 profesorët e fizikës i kushtuan vëmendje dhe u përpoqën ta studionin atë. Gjithçka filloi kur nxënësi tanzanian Erasto Mpemba vuri re se qumështi i ëmbëlsuar që përdorte për të bërë akullore ngrinte më shpejt nëse ishte ngrohur më parë dhe hipotezoi se uji i nxehtë ngrinte më shpejt se uji i ftohtë. Ai iu drejtua mësuesit të fizikës për sqarim, por ai vetëm qeshi me studentin, duke thënë si vijon: "Kjo nuk është fizikë universale, por fizikë Mpemba".

Për fat të mirë, Dennis Osborne, një profesor i fizikës nga Universiteti i Dar es Salaam, vizitoi shkollën një ditë. Dhe Mpemba iu drejtua atij me të njëjtën pyetje. Profesori ishte më pak skeptik, tha se nuk mund të gjykonte diçka që nuk e kishte parë kurrë, dhe pas kthimit në shtëpi ai kërkoi nga stafi i tij të kryente eksperimente të përshtatshme. Ata dukej se konfirmuan fjalët e djalit. Në çdo rast, në vitin 1969, Osborne foli për punën me Mpemba në revistën angleze. FizikaArsimi" Po atë vit, George Kell i Këshillit Kombëtar të Kërkimeve të Kanadasë botoi një artikull që përshkruan fenomenin në anglisht. amerikaneDitareFizika».

Ka disa shpjegime të mundshme për këtë paradoks:

• Uji i nxehtë avullon më shpejt, duke zvogëluar vëllimin e tij, dhe një vëllim më i vogël uji në të njëjtën temperaturë ngrin më shpejt. Në enë hermetike, uji i ftohtë duhet të ngrijë më shpejt.
• Disponueshmëria e rreshtimit të borës. Enë me ujë të nxehtë shkrin borën poshtë, duke përmirësuar kështu kontaktin termik me sipërfaqen ftohëse. Uji i ftohtë nuk e shkrin borën poshtë. Nëse nuk ka astar bore, ena me ujë të ftohtë duhet të ngrijë më shpejt.
• Uji i ftohtë fillon të ngrijë nga lart, duke përkeqësuar kështu proceset e rrezatimit të nxehtësisë dhe konvekcionit, dhe rrjedhimisht humbjen e nxehtësisë, ndërsa uji i nxehtë fillon të ngrijë nga poshtë. Me përzierjen mekanike shtesë të ujit në kontejnerë, uji i ftohtë duhet të ngrijë më shpejt.
• Prania e qendrave të kristalizimit në ujë të ftohur - substanca të tretura në të. Me një numër të vogël qendrash të tilla në ujë të ftohtë, shndërrimi i ujit në akull është i vështirë dhe madje është i mundur superftohja, kur ai mbetet në gjendje të lëngshme, duke pasur një temperaturë nën zero.

Një tjetër shpjegim është publikuar së fundmi. Dr. Jonathan Katz (Jonathan Katz) nga Universiteti i Uashingtonit studioi këtë fenomen dhe arriti në përfundimin se rol të rëndësishëm luhet nga substanca të tretura në ujë, të cilat precipitojnë kur nxehen.
Nën tretur substancat dr. Katz i referohet bikarbonateve të kalciumit dhe magnezit, të cilat gjenden në ujin e fortë. Kur uji nxehet, këto substanca precipitojnë dhe uji bëhet "i butë". Uji që nuk është ngrohur kurrë përmban këto papastërti dhe është "i fortë". Ndërsa ngrin dhe formohen kristalet e akullit, përqendrimi i papastërtive në ujë rritet 50 herë. Për shkak të kësaj, pika e ngrirjes së ujit zvogëlohet.

Ky shpjegim nuk më duket bindës, sepse... Nuk duhet të harrojmë se efekti u zbulua në eksperimentet me akullore, dhe jo me ujë të fortë. Me shumë mundësi, shkaqet e fenomenit janë termofizike, jo kimike.

Deri më tani, nuk është marrë asnjë shpjegim i qartë për paradoksin e Mpemba. Duhet thënë se disa shkencëtarë nuk e konsiderojnë këtë paradoks të denjë për vëmendje. Sidoqoftë, është shumë interesante që një nxënës i thjeshtë shkollor arriti njohjen e efektit fizik dhe fitoi popullaritet për shkak të kuriozitetit dhe këmbënguljes së tij.

Shtuar shkurt 2014

Shënimi është shkruar në vitin 2011. Që atëherë, janë shfaqur studime të reja të efektit Mpemba dhe përpjekje të reja për ta shpjeguar atë. Kështu, në vitin 2012, Shoqata Mbretërore e Kimisë e Britanisë së Madhe njoftoi konkurrencë ndërkombëtare për të zgjidhur misterin shkencor "Efekti Mpemba" me një fond çmimi prej 1000 £. Afati u caktua më 30 korrik 2012. Fitues ishte Nikolla Bregoviq nga laboratori i Universitetit të Zagrebit. Ai botoi veprën e tij në të cilën analizoi përpjekjet e mëparshme për të shpjeguar këtë fenomen dhe arriti në përfundimin se ato nuk ishin bindëse. Modeli që ai propozoi bazohet në vetitë themelore ujë. Të interesuarit mund të gjejnë punë në http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Hulumtimi nuk mbaroi me kaq. Në vitin 2013, fizikanët nga Singapori vërtetuan teorikisht shkakun e efektit Mepemba. Punimin mund ta gjeni në http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Artikuj të ngjashëm në sit:

Artikuj të tjerë në këtë seksion

Komentet:

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:14

Pse uji i nxehtë avullon më shpejt? Shkencëtarët kanë vërtetuar praktikisht se një gotë me ujë të nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë. Shkencëtarët nuk mund ta shpjegojnë këtë fenomen për arsye se nuk e kuptojnë thelbin e dukurive: të nxehtit dhe të ftohtit! Nxehtësia dhe i ftohti janë një ndjesi fizike që shkakton ndërveprimin e grimcave të Materies, në formën e kundërngjeshjes së valëve magnetike që lëvizin nga hapësira dhe nga qendra e tokës. Prandaj, sa më i madh të jetë diferenca potenciale, ky tension magnetik, aq më shpejt ndodh shkëmbimi i energjisë me metodën e kundër-depërtimit të një vale në tjetrën. Kjo është, me metodën e difuzionit! Në përgjigje të artikullit tim, një kundërshtar shkruan: 1) “..Uji i nxehtë avullon MË SHPEJTË, duke rezultuar në më pak, kështu që ngrin më shpejt” Pyetje! Çfarë energjie e bën ujin të avullojë më shpejt? 2) Artikulli im ka të bëjë me një gotë, dhe jo për një lug druri, të cilin kundërshtari e citon si kundërargument. E cila nuk është e saktë! Unë i përgjigjem pyetjes: "PSE AVULLOHET UJI NË NATYRË?" Valët magnetike, të cilat lëvizin gjithmonë nga qendra e tokës në hapësirë, duke kapërcyer kundërpresionin e valëve të ngjeshjes magnetike (të cilat lëvizin gjithmonë nga hapësira në qendër të tokës), në të njëjtën kohë, spërkasin grimcat e ujit, që kur lëvizin në hapësirë. , ato rriten në vëllim. Domethënë po zgjerohen! Në rastin e tejkalimit të valëve të ngjeshjes magnetike, këto avuj uji kompresohen (kondensohen) dhe nën ndikimin e këtyre forcat magnetike ngjeshja, uji kthehet në tokë në formën e reshjeve! Sinqerisht! Alexey Mishnev.

6 tetor 2012.

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:19 gjendje ekuilibri këto energji, temperatura e trupit ose e substancës është në një gjendje të qëndrueshme. Kur gjendja e ekuilibrit të këtyre energjive prishet, drejt energjisë së zgjerimit, trupi ose substanca rritet në vëllimin e hapësirës. Nëse energjia e valëve magnetike tejkalon në drejtim të ngjeshjes, trupi ose substanca zvogëlohet në vëllimin e hapësirës. Shkalla e tensionit elektromagnetik përcaktohet nga shkalla e zgjerimit ose ngjeshjes së trupit të referencës. Alexey Mishnev.

Moiseeva Natalia, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

Alexey, ju po flisni për një artikull që parashtron mendimet tuaja për konceptin e temperaturës. Por askush nuk e lexoi. Ju lutem më jepni një lidhje. Në përgjithësi, pikëpamjet tuaja për fizikën janë shumë unike. Unë kurrë nuk kam dëgjuar për "zgjerimin elektromagnetik të një trupi referencë".

Yuri Kuznetsov, 04.12.2012 12:32

Një hipotezë është propozuar që kjo është për shkak të rezonancës ndërmolekulare dhe tërheqjes ponderomotive midis molekulave që ajo gjeneron. Në ujin e ftohtë, molekulat lëvizin dhe dridhen në mënyrë kaotike, me frekuenca të ndryshme. Kur uji nxehet, me një rritje të frekuencës së dridhjeve, diapazoni i tyre ngushtohet (diferenca në frekuenca nga uji i nxehtë i lëngshëm deri në pikën e avullimit zvogëlohet), frekuencat e dridhjeve të molekulave afrohen me njëra-tjetrën, si rezultat i së cilës rezonanca ndodh ndërmjet molekulave. Gjatë ftohjes, kjo rezonancë ruhet pjesërisht dhe nuk zbehet menjëherë. Provoni të shtypni një nga dy telat e kitarës që janë në rezonancë. Tani lëreni - vargu do të fillojë të dridhet përsëri, rezonanca do të rivendosë dridhjet e saj. Po kështu, në ujin e ngrirë, molekulat e ftohura të jashtme përpiqen të humbasin amplituda dhe frekuencën e dridhjeve, por molekulat "të ngrohta" brenda enës "tërheqin" dridhjet prapa, duke vepruar si vibratorë dhe ato të jashtme si rezonatorë. Tërheqja ponderomotive* lind midis vibratorëve dhe rezonatorëve. Kur forca ponderomotive bëhet më shumë fuqi, e shkaktuar nga energjia kinetike e molekulave (të cilat jo vetëm që dridhen, por edhe lëvizin në mënyrë lineare), ndodh kristalizimi i përshpejtuar - "Efekti Mpemba". Lidhja ponderomotore është shumë e paqëndrueshme, efekti Mpemba varet shumë nga të gjithë faktorët e lidhur: vëllimi i ujit të ngrirë, natyra e ngrohjes së tij, kushtet e ngrirjes, temperatura, konvekcioni, kushtet e shkëmbimit të nxehtësisë, ngopja e gazit, dridhja e njësisë së ftohjes, ajrimi, papastërtitë, avullimi etj. Ndoshta edhe nga ndriçimi... Prandaj, efekti ka shumë shpjegime dhe, nganjëherë, është i vështirë për t'u riprodhuar. Për të njëjtën arsye "tingëlluese". ujë të zier vlon më shpejt se pa zier - rezonanca ruan intensitetin e dridhjeve të molekulave të ujit për ca kohë pas zierjes (humbja e energjisë gjatë ftohjes është kryesisht për shkak të humbjes së energjisë kinetike lëvizje lineare molekulat). Me ngrohje intensive, molekulat e vibratorëve ndryshojnë rolet me molekulat e rezonatorit në krahasim me ngrirjen - frekuenca e vibratorëve është më e vogël se frekuenca e rezonatorëve, që do të thotë se midis molekulave ndodh jo tërheqja, por zmbrapsja, e cila përshpejton kalimin në një gjendje tjetër. e grumbullimit (çiftit).

Vlad, 12/11/2012 03:42

Ma theu trurin...

Anton, 02/04/2013 02:02

1. A është vërtet kaq e madhe kjo tërheqje ponderomotive sa të ndikojë në procesin e transferimit të nxehtësisë? 2. A do të thotë kjo se kur të gjithë trupat nxehen në një temperaturë të caktuar, grimcat e tyre strukturore hyjnë në rezonancë? 3. Pse zhduket kjo rezonancë kur ftohet? 4. A është ky supozimi juaj? Nëse ka një burim, ju lutemi tregoni. 5. Sipas kësaj teorie, forma e enës do të luajë një rol të rëndësishëm dhe nëse ajo është e hollë dhe e sheshtë, atëherë ndryshimi në kohën e ngrirjes nuk do të jetë i madh, d.m.th. mund ta kontrolloni këtë.

Gudrat, 03/11/2013 10:12 | METAK

Në ujin e ftohtë tashmë ka atome të azotit dhe distancat midis molekulave të ujit janë më afër se në ujin e nxehtë. Kjo është, përfundimi: Uji i nxehtë thith atomet e azotit më shpejt dhe në të njëjtën kohë ngrin shpejt se uji i ftohtë - kjo është e krahasueshme me ngurtësimin e hekurit, pasi uji i nxehtë shndërrohet në akull dhe hekuri i nxehtë ngurtësohet me ftohje të shpejtë!

Vladimir, 13.03.2013 06:50

ose ndoshta kjo: dendësia e ujit të nxehtë dhe akullit më pak densitet ujë të ftohtë, dhe për këtë arsye uji nuk ka nevojë të ndryshojë densitetin e tij, duke humbur pak kohë dhe ai ngrin.

Alexey Mishnev, 21.03.2013 11:50

Para se të flasim për rezonancat, tërheqjet dhe dridhjet e grimcave, duhet të kuptojmë dhe t'i përgjigjemi pyetjes: Cilat forca i bëjnë grimcat të vibrojnë? Që, pa energjia kinetike, nuk mund të ketë kompresim. Pa kompresim, nuk mund të ketë zgjerim. Pa zgjerim, nuk mund të ketë energji kinetike! Kur filloni të flisni për rezonancën e vargjeve, fillimisht bëni një përpjekje që një nga këto vargje të fillojë të dridhet! Kur flet për tërheqjen, para së gjithash duhet të tregosh forcën që i bën këta trupa të tërheqin! Unë pohoj se të gjithë trupat janë të ngjeshur energji elektromagnetike atmosferë dhe që ngjesh të gjithë trupat, substancat dhe grimcat elementare me forcë 1.33 kg. jo për cm2, por për grimcë elementare Meqë presioni atmosferik nuk mund të ngatërrohet me sasinë e forcës!

Dodik, 31.05.2013 02:59

Më duket se keni harruar një të vërtetë - "Shkenca fillon aty ku fillojnë matjet." Cila është temperatura e ujit "të nxehtë"? Cila është temperatura e ujit "të ftohtë"? Artikulli nuk thotë asnjë fjalë për këtë. Nga kjo mund të konkludojmë - i gjithë artikulli është marrëzi!

Grigory, 06/04/2013 12:17

Dodik, përpara se ta quash të pakuptimtë një artikull, duhet të mendosh për të mësuar, të paktën pak. Dhe jo vetëm masë.

Dmitry, 24.12.2013 10:57

Molekulat e ujit të nxehtë lëvizin më shpejt sesa në ujin e ftohtë, për shkak të kësaj ka kontakt më të ngushtë me mjedisin, ato duket se thithin të gjithë të ftohtin, duke u ngadalësuar shpejt.

Ivan, 01/10/2014 05:53

Është për t'u habitur që një artikull i tillë anonim shfaqet në këtë faqe. Artikulli është krejtësisht joshkencor. Si autori, ashtu edhe komentuesit, konkurrojnë me njëri-tjetrin në kërkim të një shpjegimi për fenomenin, pa u munduar të zbulojnë nëse fenomeni vërehet fare dhe, nëse vërehet, në çfarë kushtesh. Për më tepër, nuk ka as një marrëveshje për atë që ne në fakt po vëzhgojmë! Kështu, autori këmbëngul në nevojën për të shpjeguar efektin e ngrirjes së shpejtë të akullores së nxehtë, megjithëse nga i gjithë teksti (dhe fjalët "efekti u zbulua në eksperimentet me akullore") rezulton se ai vetë nuk e kreu një të tillë eksperimente. Nga opsionet për "shpjegimin" e fenomenit të renditur në artikull, është e qartë se po përshkruhen eksperimente krejtësisht të ndryshme, të kryera në kushte të ndryshme me të ndryshme tretësirat ujore. Edhe thelbi i shpjegimeve edhe gjendja nënrenditëse ata sugjerojnë se as testimi bazë i ideve të shprehura nuk është kryer. Dikush dëgjoi aksidentalisht një histori qesharake dhe rastësisht shprehu përfundimin e tij spekulativ. Na vjen keq, por nuk është fizike. kërkimore, dhe biseda është në dhomën e duhanit.

Ivan, 01/10/2014 06:10

Lidhur me komentet në artikull për mbushjen e rrotullave me ujë të nxehtë dhe rezervuarët e larjes së xhamit me ujë të ftohtë. Gjithçka është e thjeshtë këtu nga pikëpamja fizika elementare. Pista e patinazhit mbushet me ujë të nxehtë pikërisht sepse ngrin më ngadalë. Sheshi i patinazhit duhet të jetë i niveluar dhe i lëmuar. Mundohuni ta mbushni me ujë të ftohtë – do të keni gunga dhe “ënjtje”, sepse... Uji do të ngrijë _shpejt_ pa pasur kohë të shpërndahet në një shtresë të barabartë. Dhe e nxehta do të ketë kohë të përhapet në një shtresë të barabartë dhe do të shkrijë tuberkulat ekzistuese të akullit dhe borës. Rondele nuk është gjithashtu e vështirë: nuk ka kuptim të derdhni ujë të pastër në mot të ftohtë - ngrin në gotë (madje edhe e nxehtë); dhe një lëng i nxehtë jo-ngrirës mund të çojë në plasaritje të xhamit të ftohtë, plus qelqi do të ketë një pikë ngrirjeje të rritur për shkak të avullimit të përshpejtuar të alkooleve gjatë rrugës për në gotë (a janë të gjithë të njohur me parimin e funksionimit të dritës së hënës ende - alkooli avullon, uji mbetet).

Ivan, 01/10/2014 06:34

Por në thelb të fenomenit, është marrëzi të pyesësh pse dy eksperimente të ndryshme në kushte të ndryshme ecin ndryshe. Nëse eksperimenti kryhet thjesht, atëherë duhet të merrni ujë të nxehtë dhe të ftohtë me të njëjtën përbërje kimike - ne marrim ujë të valë të ftohur paraprakisht nga i njëjti kazan. Hidheni në enë identike (për shembull, gota me mure të hollë). Ne nuk e vendosim atë në dëborë, por në një bazë po aq të sheshtë dhe të thatë, për shembull, një tryezë prej druri. Dhe jo në një mikro-ngrirës, ​​por në një termostat mjaft voluminoz - unë bëra një eksperiment disa vjet më parë në dacha, kur rruga ishte e qëndrueshme. mot i ftohtë rreth -25C. Uji kristalizohet në një temperaturë të caktuar pasi çliron nxehtësinë e kristalizimit. Hipoteza zbret në deklaratën se uji i nxehtë ftohet më shpejt (kjo është e vërtetë, në përputhje me fizikës klasike shkalla e transferimit të nxehtësisë është proporcionale me ndryshimin e temperaturës), por ruan një shkallë të rritur ftohjeje edhe kur temperatura e tij bëhet e barabartë me temperaturën e ujit të ftohtë. Pyetja është, si ndryshon uji që është ftohur në një temperaturë prej +20C jashtë nga i njëjti ujë që është ftohur në një temperaturë prej +20C një orë më parë, por në një dhomë? Fizika klasike(nga rruga, bazuar jo në muhabet në dhomën e pirjes së duhanit, por në qindra mijëra e miliona eksperimente) thotë: asgjë, dinamika e mëtejshme e ftohjes do të jetë e njëjtë (vetëm uji i vluar do të arrijë pikën +20 më vonë) . Dhe eksperimenti tregon të njëjtën gjë: kur një gotë me ujë të ftohtë fillimisht kishte tashmë një kore të fortë akulli, uji i nxehtë as që mendonte të ngrinte. P.S. Për komentet e Yuri Kuznetsov. Prania e një efekti të caktuar mund të konsiderohet e vendosur kur përshkruhen kushtet për shfaqjen e tij dhe ai riprodhohet vazhdimisht. Dhe kur kemi eksperimente të panjohura me kushte të panjohura, është e parakohshme të ndërtojmë teori për t'i shpjeguar ato dhe kjo nuk jep asgjë me pikë shkencore vizion. P.P.S. Epo, është e pamundur të lexosh komentet e Alexei Mishnev pa lot butësie - një person jeton në një lloj bote imagjinare që nuk ka asnjë lidhje me fizikën dhe eksperimentet reale.

Gregory, 13.01.2014 10:58

Ivan, e kuptoj që po e hedh poshtë efektin Mpemba? Nuk ekziston, siç tregojnë eksperimentet tuaja? Pse është kaq i famshëm në fizikë dhe pse shumë po përpiqen ta shpjegojnë atë?

Ivan, 02/14/2014 01:51

Mirëdita, Gregory! Efekti i një eksperimenti të papastër ekziston. Por, siç e kuptoni, kjo nuk është një arsye për të kërkuar ligje të reja në fizikë, por një arsye për të përmirësuar aftësitë e një eksperimentuesi. Siç e kam vërejtur tashmë në komente, në të gjitha përpjekjet e përmendura për të shpjeguar "efektin Mpemba", studiuesit as nuk mund të formulojnë qartë se çfarë saktësisht dhe në çfarë kushtesh matin. Dhe doni të thoni se këta janë fizikantë eksperimentalë? Mos u bëni qesharak. Efekti është i njohur jo në fizikë, por në diskutime pseudo-shkencore në forume dhe blogje të ndryshme, nga të cilat tani ka një det. Si një efekt i vërtetë fizik (në kuptimin si pasojë e ndonjë të reje ligjet fizike, dhe jo si pasojë e një interpretimi të gabuar apo thjesht një miti) perceptohet nga njerëz larg fizikës. Pra, nuk ka asnjë arsye për të folur për rezultatet si një efekt i vetëm fizik eksperimente të ndryshme, i vendosur në kushte krejtësisht të ndryshme.

Pavel, 18.02.2014 09:59

hmm, djema... artikulli për "Speed ​​info"... Pa ofendim... ;) Ivan ka të drejtë për gjithçka...

Grigory, 19.02.2014 12:50

Ivan, jam dakord që tani ka shumë site pseudo-shkencore që publikojnë materiale sensacionale të paverifikuara.? Në fund të fundit, efekti Mpemba është ende duke u studiuar. Për më tepër, shkencëtarët nga universitetet po hulumtojnë. Për shembull, në vitin 2013, ky efekt u studiua nga një grup nga Universiteti i Teknologjisë në Singapor. Shikoni lidhjen http://arxiv.org/abs/1310.6514. Ata besojnë se kanë gjetur një shpjegim për këtë efekt. Nuk do të shkruaj në detaje për thelbin e zbulimit, por sipas mendimit të tyre, efekti lidhet me ndryshimin në energjitë e ruajtura në lidhjet e hidrogjenit.

Moiseeva N.P. , 19.02.2014 03:04

Për të gjithë të interesuarit për kërkime mbi efektin Mpemba, unë kam plotësuar paksa materialin në artikull dhe kam ofruar lidhje ku mund të lexoni më shumë rezultatet e fundit(shih tekstin). Faleminderit për komentet tuaja.

Ildar, 24.02.2014 04:12 | nuk ka kuptim të renditësh gjithçka

Nëse ky efekt Mpemba ndodh vërtet, atëherë duhet kërkuar një shpjegim, mendoj struktura molekulare ujë. Uji (siç mësova nga letërsi shkencore popullore) nuk ekziston molekula individuale H2O, por në grupime të disa molekulave (madje dhjetra). Me rritjen e temperaturës së ujit, shpejtësia e lëvizjes së molekulave rritet, grupimet ndahen kundër njëri-tjetrit dhe lidhjet valore të molekulave nuk kanë kohë për të mbledhur grupime të mëdha. Formimi i grupimeve kërkon pak më shumë kohë sesa zvogëlimi i shpejtësisë së lëvizjes molekulare. Dhe meqenëse grupimet janë më të vogla, formimi i rrjetës kristalore ndodh më shpejt. Në ujë të ftohtë, me sa duket, grupe të mëdha, mjaft të qëndrueshme parandalojnë formimin e një grilë, duhet pak kohë për t'i shkatërruar ato. Unë vetë pashë në TV një efekt kurioz kur uji i ftohtë që qëndronte i qetë në një kavanoz mbeti i lëngshëm për disa orë në të ftohtë. Por, sapo kavanozi u kap, domethënë u zhvendos pak nga vendi i tij, uji në kavanoz u kristalizua menjëherë, u bë i errët dhe kavanozi shpërtheu. Epo, prifti që tregoi këtë efekt e shpjegoi me faktin se uji ishte i bekuar. Nga rruga, rezulton se uji ndryshon shumë viskozitetin e tij në varësi të temperaturës. Kjo është e padukshme për ne, si krijesa të mëdha, por në nivelin e krustaceve të vegjël (mm ose më të vegjël), dhe aq më tepër baktereve, viskoziteti i ujit është një faktor shumë domethënës. Ky viskozitet, mendoj, përcaktohet edhe nga madhësia e grupimeve të ujit.

GRI, 15.03.2014 05:30

gjithçka rreth nesh që shohim janë karakteristika (veti) sipërfaqësore, kështu që ne pranojmë si energji vetëm atë që mund ta masim ose vërtetojmë ekzistencën e saj në çfarëdo mënyre, përndryshe është një rrugë pa krye. ky fenomen, efekti Mpemba, mund të shpjegohet vetëm me një teori të thjeshtë vëllimore që do të bashkojë gjithçka modelet fizike në një strukturë të vetme ndërveprimi. në fakt është e thjeshtë

Nikita, 06/06/2014 04:27 | makinë

Por si mund të siguroheni që uji të qëndrojë i ftohtë dhe jo i ngrohtë kur jeni duke vozitur në makinë?

Alexey, 03.10.2014 01:09

Ja një tjetër “zbulim” rrugës. Uji në shishe plastike Ngrihet shumë më shpejt me kapakun e hapur. Për argëtim, e bëra eksperimentin shumë herë ngrica e fortë. Efekti është i dukshëm. Përshëndetje teoricienët!

Evgeniy, 27.12.2014 08:40

Parimi i një ftohësi avullues. Marrim dy shishe të mbyllura hermetikisht me ujë të ftohtë dhe të nxehtë. E vendosim në të ftohtë. Uji i ftohtë ngrin më shpejt. Tani marrim të njëjtat shishe me ujë të ftohtë dhe të nxehtë, i hapim dhe i vendosim në të ftohtë. Uji i nxehtë do të ngrijë më shpejt se uji i ftohtë. Nëse marrim dy legena me ujë të ftohtë dhe të nxehtë, atëherë uji i nxehtë do të ngrijë shumë më shpejt. Kjo për faktin se po shtojmë kontaktet me atmosferën. Sa më intensiv të jetë avullimi, aq më shpejt bie temperatura. Këtu duhet të përmendim faktorin e lagështisë. Sa më e ulët të jetë lagështia, aq më i fortë është avullimi dhe aq më i fortë është ftohja.

gri TOMSK, 03/01/2015 10:55

GRI, 15.03.2014 05:30 - vazhdim Ajo që dini për temperaturën nuk është gjithçka. Ka diçka tjetër atje. Nëse ndërtoni saktë një model fizik të temperaturës, ai do të bëhet çelësi për të përshkruar proceset e energjisë nga difuzioni, shkrirja dhe kristalizimi në shkallë të tilla si rritja e temperaturës me një rritje të presionit, një rritje e presionit me një rritje të temperaturës. Edhe modeli fizik i energjisë së Diellit do të bëhet i qartë nga sa më sipër. Unë jam në dimër. . në fillim të pranverës 20013, duke parë modelet e temperaturës, përpilova një model të përgjithshëm të temperaturës. Disa muaj më vonë m'u kujtua paradoksi i temperaturës dhe më pas kuptova... se modeli im i temperaturës përshkruan gjithashtu paradoksin Mpemba. Kjo ishte në maj - qershor 2013. Jam një vit me vonesë, por është për të mirë. Modeli im fizik është një kornizë ngrirëse dhe mund të mbështillet si përpara ashtu edhe prapa dhe përmban aktivitet motorik, të njëjtin aktivitet në të cilin lëviz çdo gjë. Kam 8 vite shkollë dhe 2 vite fakultet me një përsëritje të temës. Kanë kaluar 20 vjet. Pra, nuk mund t'i atribuoj asnjë lloj modeli fizik shkencëtarëve të famshëm dhe as formula. Ndaj keq.

Andrey, 08.11.2015 08:52

Në përgjithësi, kam një ide se pse uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë. Dhe në shpjegimet e mia gjithçka është shumë e thjeshtë, nëse jeni të interesuar, më shkruani me email: [email i mbrojtur]

Andrey, 08.11.2015 08:58

Më falni që dhashë të gabuarën kuti postare këtu është emaili i saktë: [email i mbrojtur]

Victor, 23.12.2015 10:37

Me duket se cdo gje eshte me e thjeshte, ketu bie bora, eshte gaz i avulluar, i ftohur, dhe ndoshta ne mot te ftohte i nxehti ftohet me shpejt sepse avullon dhe kristalizohet menjehere pa u ngritur larg dhe uji ne gjendje e gaztë ftohet më shpejt se lëngu)

Bekzhan, 28.01.2016 09:18

Edhe nëse dikush do t'i kishte zbuluar këto ligje të botës që lidhen me këtë efekt, ai nuk do të kishte shkruar këtu, nga këndvështrimi im, nuk do të ishte logjike t'i zbulonte sekretet e tij përdoruesve të internetit kur ai mund ta publikonte atë në të famshmet revista shkencore dhe t'ia vërtetoni personalisht njerëzve, pra, ajo që do të shkruhet këtu për këtë efekt, shumica e saj nuk është logjike.)))

Alex, 22.02.2016 12:48

Përshëndetje Eksperimentues Keni të drejtë kur thoni se Shkenca fillon aty ku... jo Matjet, por Llogaritjet. "Eksperimenti" është një argument i përjetshëm dhe i domosdoshëm për ata që janë të privuar nga imagjinata dhe të menduarit linear. Ai i ofendoi të gjithë, tani në rastin e E= mc2 - a e mbajnë mend të gjithë? Shpejtësia e molekulave që fluturojnë nga uji i ftohtë në atmosferë përcakton sasinë e energjisë që ato bartin nga uji (ftohja është një humbje energjie Shpejtësia e molekulave nga uji i nxehtë është shumë më e lartë dhe energjia e bartur është në katror). shkalla e ftohjes së masës së mbetur të ujit) Kjo është e gjitha, nëse largoheni nga "eksperimentimi" dhe mbani mend Bazat Themelore të Shkencës

Vladimir, 25.04.2016 10:53 | Meteo

Në ato ditë kur antifrizi ishte i rrallë, uji kullohej nga sistemi i ftohjes së makinës në një garazh të pa ngrohur pas një dite pune, në mënyrë që të mos shkrihej blloku i cilindrit ose radiatori - ndonjëherë të dyja së bashku. Në mëngjes u derdh ujë i nxehtë. Në acar të fortë, motorët filluan pa probleme. Në njëfarë mënyre, për shkak të mungesës së ujit të nxehtë, uji derdhej nga çezma. Uji ngriu menjëherë. Eksperimenti ishte i shtrenjtë - saktësisht aq sa kushton blerja dhe zëvendësimi i bllokut të cilindrit dhe radiatorit të një makine ZIL-131. Kush nuk e beson, le ta kontrollojë. dhe Mpemba eksperimentoi me akullore. Në akullore, kristalizimi ndodh ndryshe sesa në ujë. Provoni të kafshoni një copë akullore dhe një copë akull me dhëmbët tuaj. Me shumë mundësi nuk është ngrirë, por është trashur si pasojë e ftohjes. Dhe uji i freskët, qoftë i nxehtë apo i ftohtë, ngrin në 0*C. Uji i ftohtë është i shpejtë, por uji i nxehtë kërkon kohë për t'u ftohur.

Endacak, 05/06/2016 12:54 | tek Aleksi

"c" - shpejtësia e dritës në vakum E=mc^2 - një formulë që shpreh ekuivalencën e masës dhe energjisë

Albert, 27.07.2016 08:22

Së pari analogjia me të ngurta(nuk ka proces avullimi). Kohët e fundit kam bashkuar tubat e ujit prej bakri. Procesi ndodh duke ngrohur një djegës me gaz në temperaturën e shkrirjes së saldimit. Koha e ngrohjes për një bashkim me një bashkim është afërsisht një minutë. Unë bashkova një nyje në bashkim dhe pas disa minutash kuptova që e kisha bashkuar gabimisht. Ishte e nevojshme të rrotullohej pak tubi në bashkim. Fillova ta ngrohja fugën përsëri me një djegës dhe, për habinë time, u deshën 3-4 minuta për të ngrohur fugën në temperaturën e shkrirjes. Si kështu!? Në fund të fundit, tubi është ende i nxehtë dhe duket se nevojitet shumë më pak energji për ta ngrohur atë në temperaturën e shkrirjes, por gjithçka doli të ishte e kundërta. Gjithçka ka të bëjë me përçueshmërinë termike, e cila është dukshëm më e lartë në një tub tashmë të ndezur, dhe në dy minuta kufiri midis tubit të nxehtë dhe të ftohtë arriti të lëvizë larg nga kryqëzimi. Tani për ujin. Ne do të operojmë me konceptet e një ene të nxehtë dhe gjysmë të nxehtë. Në një enë të nxehtë, formohet një kufi i ngushtë i temperaturës midis grimcave të nxehta, shumë të lëvizshme dhe grimcave të ftohta që lëvizin ngadalë, i cili lëviz relativisht shpejt nga periferia në qendër, sepse në këtë kufi grimcat e shpejta heqin dorë shpejt nga energjia e tyre (të ftohura) nga grimcat në anën tjetër të kufirit. Meqenëse vëllimi i grimcave të jashtme të ftohta është më i madh, grimcat e shpejta, duke i dhënë tyre

energji termike

, nuk mund të ngrohë ndjeshëm grimcat e jashtme të ftohta. Prandaj, procesi i ftohjes së ujit të nxehtë ndodh relativisht shpejt.

Uji gjysmë i nxehtë ka përçueshmëri termike shumë më të ulët dhe gjerësia e kufirit midis grimcave gjysmë të nxehta dhe të ftohta është shumë më e gjerë. Zhvendosja në qendër të një kufiri kaq të gjerë ndodh shumë më ngadalë sesa në rastin e një ene të nxehtë.

Si rezultat, ena e nxehtë ftohet më shpejt se ajo e ngrohtë. Mendoj se duhet të ndjekim dinamikën e procesit të ftohjes në mënyra të ndryshme.

temperatura e ujit, 21.08.2017 10:52

Nuk ka një efekt të tillë. Mjerisht. Në vitin 2016, një artikull i detajuar mbi këtë temë u botua në Nature: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Nga ajo është e qartë se me eksperimente të kujdesshme (nëse mostrat e ujit të ngrohtë dhe të ftohtë janë të njëjta në gjithçka përveç temperaturës), efekti nuk vërehet.

Zavlab, 22.08.2017 05:31

Victor , 27.10.2017 03:52

"Është me të vërtetë." - nëse në shkollë nuk e keni kuptuar se çfarë është kapaciteti i nxehtësisë dhe ligji i ruajtjes së energjisë. Është e lehtë për t'u kontrolluar - për këtë ju nevojiten: dëshirë, kokë, duar, ujë, frigorifer dhe orë me zile. Dhe pistat e patinazhit, siç shkruajnë ekspertët, janë të ngrira (mbushura) me ujë të ftohtë, dhe akulli i prerë nivelohet me ujë të ngrohtë. Dhe në dimër duhet të derdhni lëng antifriz në rezervuarin e larëses, jo ujë. Uji do të ngrijë në çdo rast, dhe uji i ftohtë do të ngrijë më shpejt.

Irina, 23.01.2018 10:58

Shkencëtarët në të gjithë botën kanë luftuar me këtë paradoks që nga koha e Aristotelit, dhe Victor, Zavlab dhe Sergeev dolën të ishin më të zgjuarit.

Denis, 01.02.2018 08:51

Gjithçka është shkruar saktë në artikull. Por arsyeja është disi e ndryshme. Gjatë procesit të vlimit, ajri i tretur në të avullohet nga uji, prandaj, ndërsa uji i vluar ftohet, dendësia e tij përfundimisht do të jetë më e vogël se ajo e ujit të papërpunuar në të njëjtën temperaturë. Përveç kësaj, arsye të tjera për përçueshmëri të ndryshme termike dendësi të ndryshme Nr.

Zavlab, 01.03.2018 08:58 | Shefi i Laboratorit

Irina:), "shkencëtarët në mbarë botën" nuk luftojnë me këtë "paradoks" për shkencëtarët e vërtetë ky "paradoks" thjesht nuk ekziston - verifikohet lehtësisht në kushte të riprodhueshme mirë. "Paradoksi" u shfaq për shkak të eksperimenteve të papërsëritshme të djalit afrikan Mpemba dhe u fry nga "shkencëtarë" të ngjashëm :)

miroland, 23.03.2019 07:20

një djalë tanzanian që jeton në zemër të Afrikës, i cili, me shumë mundësi, nuk ka parë kurrë borë... ;-D mos po ngatërroj asgjë?)))

I pastruar nga avullimi, ftohja dhe kondensimi, lëngu ka të veçantë vetitë fizike. Rekomandohet të përdoret në një sistem ngrohjeje, pasi nuk ka kripëra ose oksigjen. Kjo ka një efekt pozitiv në jetëgjatësinë e pajisjes.

Por shumë njerëz janë të interesuar për pyetjen: a ngrin uji i distiluar në temperatura nën 0˚ C?

Është e lehtë të bësh një eksperiment në shtëpi dhe të marrësh përgjigjen për këtë pyetje. Do të shohim që në 0˚ C do të mbetet i lëngët. Edhe nëse e ulim temperaturën gjendjen fizike ajo nuk do të ndryshojë.

Pra, në çfarë shkalle ngrin uji?

Vëzhguar pronë interesante ujë të distiluar në temperatura negative. Nëse hidhni një copë akulli, bore, ajër ose pluhur në të, kristalet do të shfaqen menjëherë në të gjithë vëllimin.

Kjo shpjegohet me faktin se uji i rubinetit ka shumë qendra kristalizimi: kripërat, ajri brenda, sipërfaqja e enës etj. Lëngjet e pastruara nuk kanë qendra të tilla. Për shkak të kësaj, mund të bëhet dukshëm hipotermik.

Ligjet e fizikës thonë se sa më shumë një lëng të pastrohet nga papastërtitë, aq më i ulët është pragu për kalimin në gjendje e ngurtë.

Uji i distiluar ngrin në -10˚ C dhe më poshtë. Kjo shpjegon avantazhin e tij ndaj ftohësve të tjerë gjatë periudhës së ngrohjes. Falë këtë pronë, kur ngroh një dhomë mund të konkurrojë me antifrizin.

Në të njëjtën kohë, ka një numër përfitime shtesë para ftohësve të tjerë:

1. pastërtia e mjedisit;
2. siguria për jetën dhe shëndetin e njeriut;
3. trajtimi i kujdesshëm i tubave;
4. lehtësia e përdorimit;
5. disponueshmëria.

Tani e dini se uji i distiluar ngrin në temperatura nën 10 gradë, kështu që mund të jeni të sigurt për sistemin tuaj të ngrohjes.

Shpresojmë që artikulli të ishte i dobishëm për ju. Do të jemi mirënjohës nëse e shpërndani në rrjetet sociale.

Kalofshi një ditë të mbarë!

Lexoni gjithashtu:

Ftohës për sistemin e ngrohjes - çfarë përdoret sot?
Ngrohja e ujit në një shtëpi private - teknologji për zbatimin e saj
Pompë uji për ngrohje: parimi i funksionimit dhe instalimit

Uji është një nga lëngjet më të mahnitshme në botë, i cili ka veti të pazakonta. Për shembull, akulli është një gjendje e ngurtë e lëngshme, ka graviteti specifik më e ulët se vetë uji, gjë që bëri të mundur shfaqjen dhe zhvillimin e jetës në Tokë. Përveç kësaj, në pseudo-shkencore, dhe botën shkencore Ka diskutime se cili ujë ngrin më shpejt - i nxehtë apo i ftohtë. Kushdo që mund të provojë se lëngu i nxehtë ngrin më shpejt kushte të caktuara dhe do të justifikojë shkencërisht vendimin e saj, do të marrë nga britanikët Shoqëria Mbretërore kimistët shpërblehen me 1000 £.

Sfondi

Fakti që, në një sërë kushtesh, uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë, u vu re që në mesjetë. Francis Bacon dhe René Descartes shpenzuan shumë përpjekje për të shpjeguar këtë fenomen. Sidoqoftë, nga pikëpamja e inxhinierisë klasike të nxehtësisë, ky paradoks nuk mund të shpjegohet, dhe ata u përpoqën të heshtin në mënyrë të turpshme për këtë. Shtysa për vazhdimin e debatit ishte një histori disi kurioze që i ndodhi nxënësit nga Tanzania Erasto Mpemba në vitin 1963. Një ditë, gjatë një mësimi për përgatitjen e ëmbëlsirave në një shkollë kuzhinierësh, djali, i hutuar nga gjëra të tjera, nuk pati kohë të ftohte përzierjen e akullores në kohë dhe të vendoste një zgjidhje të nxehtë sheqeri në qumësht në frigorifer. Për habinë e tij, produkti u ftoh disi më shpejt se ai i kolegëve të tij praktikues që vëzhguan regjimi i temperaturës duke bërë akullore.

Duke u përpjekur të kuptonte thelbin e fenomenit, djali iu drejtua një mësuesi të fizikës, i cili, pa hyrë në detaje, u tall me eksperimentet e tij të kuzhinës. Sidoqoftë, Erasto u dallua nga këmbëngulja e lakmueshme dhe vazhdoi eksperimentet e tij jo në qumësht, por në ujë. Ai u bind se në disa raste uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë.

Pasi hyri në Universitetin e Dar es Salaam, Erasto Mpembe mori pjesë në një leksion nga profesor Denis G. Osborne. Pas përfundimit të tij, studenti e hutoi shkencëtarin me një problem në lidhje me shkallën e ngrirjes së ujit në varësi të temperaturës së tij. D.G. Osborne e përqeshi vetë parashtrimin e pyetjes, duke deklaruar me plot gojën se çdo student i varfër e di se uji i ftohtë do të ngrijë më shpejt. Megjithatë, këmbëngulja natyrore e të riut u ndje. Ai bëri një bast me profesorin, duke i propozuar të kryente një test eksperimental pikërisht këtu në laborator. Erasto vendosi dy enë me ujë në ngrirje, një në 95°F (35°C) dhe tjetra në 212°F (100°C). Imagjinoni habinë e profesorit dhe të “tifozëve” përreth kur uji në enën e dytë ngriu më shpejt. Që atëherë, ky fenomen është quajtur "Paradoksi Mpemba".

Megjithatë, deri më sot nuk ka një hipotezë koherente teorike që shpjegon "Paradoksin Mpemba". Nuk është e qartë se cila faktorët e jashtëm, përbërjen kimike uji, prania e gazrave të tretur në të dhe minerale ndikojnë në shkallën e ngrirjes së lëngjeve të vendosura në temperatura të ndryshme. Paradoksi i "Efektit Mpemba" është se ai bie ndesh me një nga ligjet e zbuluara nga I. Newton, i cili thotë se koha e ftohjes së ujit është drejtpërdrejt proporcionale me ndryshimin e temperaturës midis lëngut dhe mjedisi. Dhe nëse të gjitha lëngjet e tjera i binden plotësisht këtij ligji, atëherë uji në disa raste është një përjashtim.

Pse uji i nxehtë ngrin më shpejt?T

Ka disa versione se pse uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë. Ato kryesore janë:

• uji i nxehtë avullon më shpejt, ndërsa vëllimi i tij zvogëlohet dhe një vëllim më i vogël lëngu ftohet më shpejt - kur uji ftohet nga + 100°C në 0°C, humbje vëllimore presioni atmosferik arrijnë 15%;
• intensiteti i shkëmbimit të nxehtësisë ndërmjet lëngut dhe mjedisit është më i lartë, aq më i lartë më shumë ndryshim temperaturat, pra humbjet e nxehtësisë uji i vluar kalon më shpejt;
• kur uji i nxehtë ftohet, në sipërfaqen e tij formohet një kore akulli, duke parandaluar që lëngu të ngrijë plotësisht dhe të avullojë;
• në temperaturë të lartë uji përzihet me konvekcion, duke zvogëluar kohën e ngrirjes;
• Gazrat e tretur në ujë ulin pikën e ngrirjes, duke hequr energjinë për formimin e kristalit - nuk ka gazra të tretur në ujin e nxehtë.

Të gjitha këto kushte iu nënshtruan vazhdimisht verifikimi eksperimental. Në veçanti, shkencëtari gjerman David Auerbach zbuloi se temperatura e kristalizimit të ujit të nxehtë është pak më e lartë se ajo e ujit të ftohtë, gjë që bën të mundur që i pari të ngrijë më shpejt. Sidoqoftë, më vonë eksperimentet e tij u kritikuan dhe shumë shkencëtarë janë të bindur se "Efekti Mpemba", i cili përcakton se cili ujë ngrin më shpejt - i nxehtë apo i ftohtë, mund të riprodhohet vetëm në kushte të caktuara, të cilat askush nuk i ka kërkuar dhe specifikuar deri më tani.

Në çfarë temperature ngrin uji? Duket se është pyetja më e thjeshtë që mund t'i përgjigjet edhe një fëmijë: pika e ngrirjes së ujit në presion normal atmosferik prej 760 mm Hg është zero gradë Celsius.

Megjithatë, uji (megjithë shpërndarjen e tij jashtëzakonisht të gjerë në planetin tonë) është substanca më misterioze dhe jo e studiuar plotësisht, ndaj përgjigjja e kësaj pyetje kërkon një bisedë të detajuar dhe të arsyetuar.

• Në Rusi dhe Evropë, temperatura matet në shkallën Celsius, shumica vlerë të lartë e cila ka një shenjë prej 100 gradë.
• Shkencëtari amerikan Fahrenheit zhvilloi shkallën e tij me 180 divizione.
• Ekziston një njësi tjetër e matjes së temperaturës - kelvin, i quajtur pas fizikanit anglez Thomson, i cili mori titullin Lord Kelvin.

Kushtet dhe llojet e ujit

Uji në planetin Tokë mund të marrë tre gjendje fizike kryesore: të lëngët, të ngurtë dhe të gaztë, të cilat mund të shndërrohen në forma të ndryshme, duke bashkëjetuar njëkohësisht me njëri-tjetrin (ajsbergët në uji i detit, avujt e ujit dhe kristalet e akullit në retë në qiell, akullnajat dhe lumenjtë me rrjedhje të lirë).

Në varësi të karakteristikave të origjinës, qëllimit dhe përbërjes, uji mund të jetë:

• të freskëta;
• mineral;
• detare;
• pirja (këtu përfshijmë ujin e rubinetit);
• shiu;
• shkrirë;
• i kripur;
• strukturuar;
• distiluar;
• i dejonizuar.

Prania e izotopeve të hidrogjenit e bën ujin:

1. dritë;
2. i rëndë (deuterium);
3. tepër i rëndë (tritium).

Të gjithë e dimë se uji mund të jetë i butë ose i fortë: ky tregues përcaktohet nga përmbajtja e kationeve të magnezit dhe kalciumit.

Secili nga llojet që kemi renditur dhe gjendjet e grumbullimit uji ka pikat e veta të ngrirjes dhe shkrirjes.

Pika e ngrirjes së ujit

Pse ngrin uji? Ujë i thjeshtë përmban gjithmonë një sasi të caktuar grimcash të pezulluara me origjinë minerale ose organike. Mund të jetë grimca të vogla balta, rërë ose pluhur shtëpie.

Kur temperatura e ambientit bie në vlera të caktuara, këto grimca marrin rolin e qendrave rreth të cilave fillojnë të formohen kristalet e akullit.

Flluskat e ajrit, si dhe çarjet dhe dëmtimet në muret e enës që përmban ujë, mund të bëhen gjithashtu bërthama kristalizimi. Shpejtësia e procesit të kristalizimit të ujit përcaktohet kryesisht nga numri i këtyre qendrave: sa më shumë prej tyre, aq më shpejt lëngu ngrin.

Në kushte normale (në presion normal atmosferik) temperatura tranzicioni fazor ujë nga gjendje e lëngshme në të ngurtë është shenja 0 gradë Celsius. Është në këtë temperaturë që uji ngrin jashtë.

Pse uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë?

Uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë - ky fenomen u vërejt nga Erasto Mpemba, një nxënës shkolle nga Tanganyika. Eksperimentet e tij me përzierjet e akullores treguan se shkalla e ngrirjes së masave të nxehta ishte dukshëm më e lartë se ajo e atyre të ftohta.

Një nga arsyet për këtë fenomen interesant, të quajtur "paradoksi Mpemba", është transferimi më i lartë i nxehtësisë së lëngut të nxehtë, si dhe prania në të. më shumë bërthamat e kristalizimit në krahasim me ujin e ftohtë.

A janë të lidhura pika e ngrirjes së ujit dhe lartësia?

Kur presioni ndryshon, shpesh i lidhur me të qenit i ndezur lartësi të ndryshme, temperatura e ngrirjes së ujit fillon të ndryshojë rrënjësisht nga ajo standarde karakteristike e kushteve normale.
Kristalizimi i ujit në lartësi ndodh në vlerat e mëposhtme të temperaturës:

• Në mënyrë paradoksale, në një lartësi prej 1000 m, uji ngrin në 2 gradë Celsius;
• në një lartësi prej 2000 metrash kjo ndodh tashmë në 4 gradë Celsius.

Temperatura më e lartë e ngrirjes së ujit në male vërehet në një lartësi prej mbi 5,000 mijë metrash (për shembull, në malet Fan ose Pamirs).

Si ndikon presioni në procesin e kristalizimit të ujit?

Le të përpiqemi të lidhim dinamikën e ndryshimeve në temperaturën e ngrirjes së ujit me ndryshimet në presion.

• Në një presion prej 2 atm, uji do të ngrijë në një temperaturë prej -2 gradë.
• Në një presion prej 3 atm, temperatura prej -4 gradë Celsius do të fillojë të ngrijë ujin.

Me rritjen e presionit, temperatura në të cilën fillon procesi i kristalizimit të ujit zvogëlohet dhe pika e vlimit rritet. Në presion të ulët, merret një pamje diametralisht e kundërt.

Kjo është arsyeja pse në kushte lartësie të mëdha dhe një atmosferë të rrallë është shumë e vështirë të zihen edhe vezët, pasi uji në tenxhere vlon tashmë në 80 gradë. Është e qartë se është thjesht e pamundur të gatuash ushqim në këtë temperaturë.

Në presion të lartë, procesi i shkrirjes së akullit nën tehet e patinave ndodh edhe në temperatura shumë të larta. temperaturat e ulëta ah, por është falë tij që patinat rrëshqasin në sipërfaqen e akullt.

Ngrirja e vrapuesve të sajë të ngarkuar rëndë në tregimet e Jack London shpjegohet në një mënyrë të ngjashme. Slitë të rënda që bëjnë presion mbi borën e bëjnë atë të shkrihet. Uji që rezulton e bën më të lehtë rrëshqitjen e tyre. Por sapo të sajat ndalojnë dhe qëndrojnë për një kohë të gjatë në një vend, uji i zhvendosur, pasi është ngrirë, do të ngrijë vrapuesit në rrugë.

Temperatura e kristalizimit të tretësirave ujore

Duke qenë një tretës i shkëlqyer, uji reagon lehtësisht me organikë të ndryshëm dhe substancave inorganike, duke formuar një masë nganjëherë të papritura komponimet kimike. Sigurisht, secila prej tyre do të ngrijë në temperatura të ndryshme. Le ta tregojmë këtë në një listë vizuale.

• Pika e ngrirjes së përzierjes së alkoolit dhe ujit varet nga përqindje ai përmban të dy komponentët. Si më shumë ujë i shtuar tretësirës, ​​aq më afër zeros pika e ngrirjes së tij. Nëse ka më shumë alkool në tretësirë, procesi i kristalizimit do të fillojë në vlera afër -114 gradë.

  Është e rëndësishme të dini se tretësirat ujë-alkool nuk kanë një pikë ngrirjeje fikse. Zakonisht ata flasin për temperaturën në fillim të procesit të kristalizimit dhe temperaturën e kalimit përfundimtar në gjendjen e ngurtë.

  Midis fillimit të formimit të kristaleve të para dhe ngurtësimit të plotë të tretësirës së alkoolit ekziston një interval temperaturash prej 7 gradë. Pra, pika e ngrirjes së ujit me përqendrim të alkoolit 40% në faza fillestareështë -22.5 gradë, dhe kalimi përfundimtar i zgjidhjes në faza e ngurtë do të ndodhë në -29.5 gradë.

Pika e ngrirjes së ujit me kripë është lidhje e ngushtë me shkallën e kripësisë së tij: sa më shumë kripë në tretësirë, aq më i ulët do të ngrihet pozicioni i kolonës së merkurit.

Për të matur kripësinë e ujit, përdoret një njësi e veçantë - "ppm". Pra, kemi vërtetuar se pika e ngrirjes së ujit zvogëlohet me rritjen e përqendrimit të kripës. Le ta shpjegojmë këtë me një shembull:

Niveli i kripës uji i oqeanit e barabartë me 35 ppm, ndërsa vlera mesatare pika e tij e ngrirjes është 1.9 gradë. Kripësia e ujërave të Detit të Zi është 18-20 ppm, kështu që ngrijnë në një temperaturë më të lartë me një diapazon nga -0,9 në -1,1 gradë Celsius.

• Pika e ngrirjes së ujit me sheqer (për një tretësirë ​​molaliteti i të cilit është 0.8) është -1.6 gradë.
• Pika e ngrirjes së ujit me papastërti varet kryesisht nga sasia e tyre dhe natyra e papastërtive të përfshira në tretësirën ujore.
• Pika e ngrirjes së ujit me glicerinë varet nga përqendrimi i tretësirës. Një tretësirë ​​që përmban 80 ml glicerinë do të ngrijë në -20 gradë kur përmbajtja e glicerinës ulet në 60 ml, procesi i kristalizimit do të fillojë në -34 gradë dhe fillimi i ngrirjes së një tretësire 20% është minus pesë gradë. Siç mund ta shihni, varësia lineare V në këtë rast mungon. Për të ngrirë një zgjidhje glicerinë 10%, një temperaturë prej -2 gradë do të jetë e mjaftueshme.
• Pika e ngrirjes së ujit me sodë (nënkuptohet alkali kaustik ose sode kaustike) paraqet një pamje edhe më misterioze: një tretësirë ​​kaustike 44% ngrin në +7 gradë Celsius dhe 80% në + 130.

Ngrirja e trupave të ujit të ëmbël

Procesi i formimit të akullit në trupat e ujërave të ëmbla ndodh në një regjim paksa të ndryshëm të temperaturës.

• Pika e ngrirjes së ujit në një liqen, ashtu si pika e ngrirjes së ujit në një lumë, është zero gradë Celsius. Ngrirja e lumenjve dhe përrenjve më të pastër fillon jo nga sipërfaqja, por nga fundi, në të cilin bërthamat e kristalizimit janë të pranishme në formën e grimcave të llumit fundor. Në fillim, driftwood është i mbuluar me një kore akulli dhe bimët ujore. Vetëm vlen akull në fund ngrihen në sipërfaqe, ndërsa lumi ngrin menjëherë.
• Uji i ngrirë në liqenin Baikal ndonjëherë mund të ftohet në temperatura nën zero. Kjo ndodh vetëm në ujë të cekët; temperatura e ujit mund të jetë e mijëta dhe nganjëherë të qindtat e një gradë nën zero.
• Temperatura Uji Baikal nën koren e mbulesës së akullit, si rregull, nuk kalon +0,2 gradë. Në shtresat e poshtme gradualisht rritet në +3,2 në fund të pellgut më të thellë.

Pika e ngrirjes së ujit të distiluar

A ngrin uji i distiluar? Kujtojmë se që uji të ngrijë, është e nevojshme që në të të ketë qendra të caktuara kristalizimi, të cilat mund të jenë flluska ajri, grimca të varura, si dhe dëmtime të mureve të enës në të cilën ndodhet.

Uji i distiluar, plotësisht i lirë nga papastërtitë, nuk ka bërthama kristalizimi dhe për këtë arsye ngrirja e tij fillon në temperatura shumë të ulëta. Pika e nisjes Pika e ngrirjes së ujit të distiluar është -42 gradë. Shkencëtarët arritën të arrijnë superftohjen e ujit të distiluar në -70 gradë.

Uji që është ekspozuar ndaj temperaturave shumë të ulëta pa u kristalizuar quhet "superftohur". Ju mund të vendosni një shishe me ujë të distiluar në frigorifer për të arritur hipotermi dhe më pas të demonstroni një truk shumë mbresëlënës - shikoni videon:

Duke trokitur butësisht një shishe të nxjerrë nga frigoriferi ose duke hedhur një copë të vogël akulli në të, mund të tregoni se sa në çast kthehet në akull, i cili duket si kristale të zgjatur.

Uji i distiluar: a ngrin kjo substancë e pastruar nën presion apo jo? Një proces i tillë është i mundur vetëm në kushte laboratorike të krijuara posaçërisht.

Pika e ngrirjes së ujit të kripur

Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Lëkundjet harmonike Formula e fizikës së frekuencës së lëkundjeve