Pse uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë? Fakte pak të njohura për ujin.

Përshëndetje, të dashur dashamirës të fakteve interesante. Sot do të flasim me ju për. Por unë mendoj se pyetja e parashtruar në titull mund të duket thjesht absurde - por duhet gjithmonë të besohet në mënyrë të pandarë "mendimi i shëndoshë" famëkeq dhe jo një eksperiment testimi i vendosur rreptësisht. Le të përpiqemi të kuptojmë pse uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë?

Referencë historike

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 historinë e kohëve të fundit, këtij efekti i është dhënë emri "Paradoksi i Mpembas" - sipas një nxënësi nga 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. Natyrisht, shokët e klasës që ishin të pranishëm atje, së bashku me mësuesin e shkollës, e bënë Mpemba për të qeshur - megjithatë, pas një testi eksperimental personalisht nga profesor D. Osborne, dëshira për të tallur Eraston u “avullua”. 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: të gjitha gjërat e tjera janë të barabarta, testohen enë identike me mure të hollë, që përmbajnë sasi rreptësisht të barabarta uji, 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 uji i ftohtë është më i prirur ndaj superftohjes, d.m.th. mbetet i lëngët 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 "shkëmbyes 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 (hera e fundit që Shoqëria Mbretërore Britanike e Kimisë mbajti një konkurs për hipotezën më të mirë ishte kohët e fundit, në 2012) - por ende nuk ka një teori të qartë për të gjitha rastet e kombinimeve të kushteve të hyrjes...

21.11.2017 11.10.2018 Aleksandër Firtsev

« Cili ujë ngrin më shpejt, i ftohtë apo i nxehtë?"- provoni t'u bëni një pyetje miqve tuaj, ka shumë të ngjarë që shumica prej tyre do të përgjigjen se uji i ftohtë ngrin më shpejt - dhe ata do të gabojnë.

Në fakt, nëse vendosni në frigorifer njëkohësisht dy enë me të njëjtën formë dhe vëllim, njëra prej të cilave përmban ujë të ftohtë dhe tjetra të nxehtë, atëherë është uji i nxehtë ai që do të ngrijë më shpejt.

Një deklaratë e tillë mund të duket absurde dhe e paarsyeshme. Nëse ndiqni logjikën, atëherë uji i nxehtë duhet së pari të ftohet në temperaturën e ujit të ftohtë, dhe uji i ftohtë tashmë duhet të kthehet në akull në këtë kohë.

Pra, pse uji i nxehtë mund ujin e ftohtë në rrugën e tij drejt ngrirjes? Le të përpiqemi ta kuptojmë.

Historia e vëzhgimeve dhe kërkimeve

Njerëzit e kanë vëzhguar këtë efekt paradoksal që nga kohërat e lashta, por askush nuk i kushtoi shumë rëndësi. Kështu, Arestoteli, si dhe Rene Descartes dhe Francis Bacon, vunë re në shënimet e tyre mospërputhjet në shkallën e ngrirjes së ujit të ftohtë dhe të nxehtë. Një fenomen i pazakontë shfaqej shpesh në jetën e përditshme.

Për një kohë të gjatë, fenomeni nuk u studiua në asnjë mënyrë dhe nuk ngjalli shumë interes tek shkencëtarët.

Studimi i këtij efekti të pazakontë filloi në vitin 1963, kur një nxënës kërkues nga Tanzania, Erasto Mpemba, vuri re se qumështi i nxehtë për akullore ngrinte më shpejt se qumështi i ftohtë. Me shpresën për të marrë një shpjegim për arsyet e efektit të pazakontë, i riu pyeti mësuesin e tij të fizikës në shkollë. Megjithatë, mësuesi vetëm qeshi me të.

Më vonë, Mpemba përsëriti eksperimentin, por në eksperimentin e tij ai nuk përdori më qumësht, por ujë dhe efekti paradoksal u përsërit përsëri.

6 vjet më vonë, në vitin 1969, Mpemba ia bëri këtë pyetje profesorit të fizikës Dennis Osborne, i cili erdhi në shkollën e tij. Profesori ishte i interesuar për vëzhgimin e të riut, dhe si rezultat, u krye një eksperiment që konfirmoi praninë e efektit, por arsyet për këtë fenomen nuk u vërtetuan.

Që atëherë fenomeni është quajtur Efekti Mpemba.

Gjatë gjithë historisë së vëzhgimeve shkencore, janë paraqitur shumë hipoteza për shkaqet e fenomenit.

Kështu që në vitin 2012, Shoqëria Mbretërore Britanike e Kimisë do të shpallte një konkurs hipotezash që shpjegonin efektin Mpemba. Në konkurs morën pjesë shkencëtarë nga e gjithë bota; Pavarësisht nga një numër kaq mbresëlënës artikujsh, asnjëri prej tyre nuk solli qartësi në paradoksin Mpemba.

Versioni më i zakonshëm ishte që uji i nxehtë ngrin më shpejt sepse thjesht avullon më shpejt, vëllimi i tij bëhet më i vogël dhe me zvogëlimin e vëllimit, shkalla e ftohjes së tij rritet. Versioni më i zakonshëm u hodh poshtë përfundimisht sepse u krye një eksperiment në të cilin avullimi u përjashtua, por efekti megjithatë u konfirmua.

Shkencëtarë të tjerë besonin se shkaku i efektit Mpemba ishte avullimi i gazrave të tretur në ujë. Sipas mendimit të tyre, gjatë procesit të ngrohjes, gazrat e tretur në ujë avullohen, për shkak të të cilave ai fiton një densitet më të lartë se uji i ftohtë. Siç dihet, një rritje e densitetit çon në një ndryshim në vetitë fizike të ujit (një rritje në përçueshmërinë termike), dhe për këtë arsye një rritje në shkallën e ftohjes.

Përveç kësaj, një numër hipotezash janë paraqitur që përshkruajnë shkallën e qarkullimit të ujit në varësi të temperaturës. Shumë studime janë përpjekur të përcaktojnë marrëdhënien midis materialit të kontejnerëve në të cilët ndodhej lëngu. Shumë teori dukeshin shumë të besueshme, por ato nuk mund të konfirmoheshin shkencërisht për shkak të mungesës së të dhënave fillestare, kontradiktave në eksperimente të tjera ose për shkak se faktorët e identifikuar thjesht nuk ishin të krahasueshëm me shkallën e ftohjes së ujit. Disa shkencëtarë në punimet e tyre vunë në dyshim ekzistencën e efektit.

Në vitin 2013, studiuesit në Universitetin Teknologjik Nanyang në Singapor pretenduan se kishin zgjidhur misterin e efektit Mpemba. Sipas hulumtimit të tyre, arsyeja e fenomenit qëndron në faktin se sasia e energjisë së ruajtur në lidhjet hidrogjenore midis molekulave të ujit të ftohtë dhe të nxehtë është dukshëm e ndryshme.

Metodat e modelimit kompjuterik treguan rezultatet e mëposhtme: sa më e lartë të jetë temperatura e ujit, aq më e madhe është distanca midis molekulave për shkak të rritjes së forcave repulsive. Rrjedhimisht, lidhjet hidrogjenore të molekulave shtrihen, duke ruajtur më shumë energji. Kur ftohen, molekulat fillojnë të lëvizin më afër njëra-tjetrës, duke çliruar energji nga lidhjet hidrogjenore. Në këtë rast, çlirimi i energjisë shoqërohet me ulje të temperaturës.

Në tetor 2017, fizikanët spanjollë, gjatë një studimi tjetër, zbuluan se një rol të madh në formimin e efektit luan largimi i një substance nga ekuilibri (ngrohja e fortë përpara ftohjes së fortë). Ata përcaktuan kushtet në të cilat gjasat e shfaqjes së efektit janë maksimale. Përveç kësaj, shkencëtarët nga Spanja konfirmuan ekzistencën e efektit të kundërt Mpemba. Ata zbuluan se kur nxehet, një mostër më e ftohtë mund të arrijë një temperaturë të lartë më shpejt se një më e ngrohtë.

Pavarësisht informacionit gjithëpërfshirës dhe eksperimenteve të shumta, shkencëtarët synojnë të vazhdojnë studimin e efektit.

Efekti Mpemba në jetën reale

A keni menduar ndonjëherë pse në dimër pistën e patinazhit mbushet me ujë të nxehtë dhe jo të ftohtë? Siç e kuptoni tashmë, ata e bëjnë këtë sepse një shesh patinazhi i mbushur me ujë të nxehtë do të ngrijë më shpejt sesa nëse do të ishte i mbushur me ujë të ftohtë. Për të njëjtën arsye, uji i nxehtë derdhet në rrëshqitjet në qytetet e akullit të dimrit.

Kështu, njohja e ekzistencës së fenomenit u lejon njerëzve të kursejnë kohë kur përgatitin vendet për sportet dimërore.

Për më tepër, efekti Mpemba përdoret ndonjëherë në industri për të zvogëluar kohën e ngrirjes së produkteve, substancave dhe materialeve që përmbajnë ujë.

Duket se nuk ka sekrete në formulën e mirë të vjetër H2O. Por në fakt, uji - burimi i jetës dhe lëngu më i famshëm në botë - është i mbushur me shumë mistere që as shkencëtarët nuk mund t'i kuptojnë. Pesë “çuditë” më të famshme të ujit janë para jush.

1. Uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë

Le të marrim dy enë me ujë: në njërën hedhim ujë të nxehtë dhe në tjetrën ujë të ftohtë. Le t'i vendosim në frigorifer. Një enë me ujë të nxehtë do të ngrijë më shpejt se një me ujë të ftohtë, megjithëse logjikisht, ena me ujë të ftohtë duhet të ishte kthyer në akull fillimisht: në fund të fundit, uji i nxehtë fillimisht duhet të ftohet në temperaturën e ftohtë dhe më pas të kthehet në akull, por uji i ftohtë nuk ka nevojë të ftohet. Pse po ndodh kjo?

Në vitin 1963, nxënësi i shkollës së mesme Erasto B. Mpemba vuri re se përzierjet e nxehta ngurtësoheshin më shpejt në frigorifer sesa ato të ftohta. Mësuesi i fizikës me të cilin i riu ndau zbulimin e tij qeshi me të. Fatmirësisht, studenti doli këmbëngulës dhe e bindi mësuesin të bënte një eksperiment, i cili vërtetoi se kishte të drejtë. Tani fenomeni i ngrirjes së ujit të nxehtë më shpejt se uji i ftohtë quhet "efekti Mpemba". Shkencëtarët ende nuk e kuptojnë plotësisht natyrën e këtij fenomeni, duke e shpjeguar atë me ndryshimet në superftohje, avullim, formimin e akullit, etj.

2. “Super ftohja” parandalon formimin e akullit

Të gjithë e dinë se uji kthehet gjithmonë në akull kur ftohet në zero gradë Celsius... përveç rasteve kur nuk bëhet! "Superftohje" është tendenca e ujit për të mbetur i lëngshëm edhe kur ftohet në nivelin e ngrirjes. Ky fenomen është bërë i mundur për faktin se mjedisi nuk përmban qendra apo bërthama kristalizimi që mund të nxisin formimin e kristaleve të akullit. Kjo është arsyeja pse uji mbetet në formë të lëngshme edhe kur ftohet nën zero gradë Celsius. Kur fillon procesi i kristalizimit, mund të shihni se si uji "super-ftohës" shndërrohet në akull në një çast. Shihni vetë - shikoni videon në faqen tonë të internetit.

3. Ujë “si xhami”.

Shpejt, pa u menduar, më thuaj sa gjendje të ndryshme ka uji? A thua tre? E ngurtë, e lëngët, e gaztë? Por jo. Shkencëtarët identifikojnë të paktën 5 gjendje të ujit "të lëngshëm" dhe 14 gjendje akulli. E mbani mend bisedën për ujin super të ftohtë? Pra, pa marrë parasysh se çfarë bëni, në një temperaturë prej -38 °C, uji më i super-ftohur do të kthehet papritur në akull. Por a do të ndodhë OBT me një ulje të mëtejshme të temperaturës? Në -120 °C, akulli bëhet viskoz, si melasa, dhe në -135 °C e më poshtë, shndërrohet në ujë "qelqtë" ose "qelqtë" - një substancë e ngurtë pa kristale.

4. Numri kuantik i ujit

Në nivelin molekular, uji ka diçka për të habitur shkencëtarët. Në vitin 1995, një eksperiment i shpërndarjes së neutroneve i kryer nga shkencëtarët dha një rezultat të papritur: u zbulua se neutronet që synojnë molekulat e ujit "shikojnë" 25% më pak se protonet e hidrogjenit. Doli se me një shpejtësi prej një attosekondi (10 deri në fuqinë minus 18 sekonda) ndodh një efekt kuantik i pazakontë dhe formula kimike e ujit kthehet nga H2O e zakonshme në H1.5O!
Çfarë është një attosecond, ju pyesni? Kjo është koha që i duhet dritës për të kaluar një distancë të krahasueshme me madhësinë e një molekule uji.

5. A ka uji memorie?

Një alternativë ndaj mjekësisë zyrtare, homeopatia thotë se një zgjidhje e dobët e një produkti medicinal mund të ketë një efekt shërues në trup dhe të ruajë vetitë e tretësirës së përqendrimit origjinal, edhe nëse faktori i hollimit është aq i lartë sa asgjë nuk mbetet në tretësirë. përveç molekulave të ujit. Përkrahësit e homeopatisë si një metodë trajtimi e shpjegojnë këtë paradoks me një koncept të quajtur "kujtesa e ujit". Në vitin 2002, një grup ndërkombëtar shkencëtarësh të udhëhequr nga profesoresha Madeline Ennis nga Universiteti Queen's Belfast, i cili më parë kishte kritikuar parimet e homeopatisë, njoftoi se ata ishin në gjendje të vërtetonin realitetin e efektit të "kujtesës së ujit". mbikëqyrja e ekspertëve të pavarur nuk solli rezultate. Diskutimi për fenomenin e “kujtesës së ujit” vazhdon.

Duket se formula e mirë e vjetër H 2 O nuk përmban sekrete. Por në fakt, uji - burimi i jetës dhe lëngu më i famshëm në botë - është i mbushur me shumë mistere që as shkencëtarët ndonjëherë nuk janë në gjendje t'i zgjidhin.

Këtu janë 5 faktet më interesante për ujin:

1. Uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë

Le të marrim dy enë me ujë: në njërën hedhim ujë të nxehtë dhe në tjetrën ujë të ftohtë dhe i vendosim në frigorifer. Uji i nxehtë do të ngrijë më shpejt se uji i ftohtë, megjithëse logjikisht, fillimisht uji i ftohtë duhet të ishte kthyer në akull: në fund të fundit, uji i nxehtë fillimisht duhet të ftohet në temperaturën e ftohtë, dhe më pas të kthehet në akull, ndërsa uji i ftohtë nuk ka nevojë të ftohet. Pse po ndodh kjo?

Në vitin 1963, Erasto B. Mpemba, një nxënës i shkollës së mesme në Tanzani, po ngrinte një përzierje akulloreje dhe vuri re se përzierja e nxehtë ngurtësohej më shpejt në frigorifer sesa në të ftohtë. Kur i riu ndau zbulimin e tij me mësuesin e tij të fizikës, ai vetëm qeshi me të. Për fat të mirë, studenti ishte këmbëngulës dhe e bindi mësuesin të kryente një eksperiment, i cili konfirmoi zbulimin e tij: në kushte të caktuara, uji i nxehtë në fakt ngrin më shpejt se uji i ftohtë.

Tani ky fenomen i ngrirjes së ujit të nxehtë më shpejt se uji i ftohtë quhet efekti Mpemba. Vërtetë, shumë kohë para tij kjo pronë unike e ujit u vu re nga Aristoteli, Francis Bacon dhe Rene Descartes.

Shkencëtarët ende nuk e kuptojnë plotësisht natyrën e këtij fenomeni, duke e shpjeguar atë ose me ndryshimin në superftohje, avullimin, formimin e akullit, konvekcionin ose me efektin e gazrave të lëngshëm në ujin e nxehtë dhe të ftohtë.

Shënim nga X.RU me temën "Uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë".

Meqenëse çështjet e ftohjes janë më afër nesh, specialistëve të ftohjes, ne do t'i lejojmë vetes të thellohemi pak më thellë në thelbin e këtij problemi dhe të japim dy mendime për natyrën e një fenomeni kaq misterioz.

1. Një shkencëtar nga Universiteti i Uashingtonit ka propozuar një shpjegim për një fenomen misterioz të njohur që nga koha e Aristotelit: pse uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë.

Fenomeni, i quajtur efekti Mpemba, përdoret gjerësisht në praktikë. Për shembull, ekspertët këshillojnë shoferët që të derdhin ujë të ftohtë, jo të nxehtë, në rezervuarin e larjes në dimër. Por ajo që qëndron në themel të këtij fenomeni mbeti e panjohur për një kohë të gjatë.

Doktor Jonathan Katz nga Universiteti i Uashingtonit studioi këtë fenomen dhe arriti në përfundimin se substancat e tretura në ujë, të cilat precipitojnë kur nxehen, luajnë një rol të rëndësishëm, transmeton EurekAlert.

Me tretësirë, Dr. Katz nënkupton bikarbonatet e kalciumit dhe magnezit, të cilat gjenden në ujin e fortë. Kur uji nxehet, këto substanca precipitojnë, duke formuar shkallë në muret e kazanit. Uji që nuk është ngrohur kurrë përmban këto papastërti. 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. "Dhe tani uji duhet të ftohet më tej për të ngrirë," shpjegon Dr. Katz.

Ekziston një arsye e dytë që parandalon ngrirjen e ujit të pa ngrohur. Ulja e pikës së ngrirjes së ujit zvogëlon diferencën e temperaturës midis fazës së ngurtë dhe të lëngshme. "Për shkak se shkalla me të cilën uji humb nxehtësinë varet nga kjo ndryshim në temperaturë, uji që nuk është ngrohur ftohet më pak mirë," komenton Dr. Katz.

Sipas shkencëtarit, teoria e tij mund të testohet në mënyrë eksperimentale, sepse Efekti Mpemba bëhet më i dukshëm për ujë më të fortë.

2. Oksigjeni plus hidrogjen plus i ftohti krijon akull. Në pamje të parë, kjo substancë transparente duket shumë e thjeshtë. Në realitet, akulli është i mbushur me shumë mistere. Ice, i krijuar nga afrikani Erasto Mpemba, nuk mendoi për famën. Ditët ishin të nxehta. Ai donte kokoshka. Mori kutinë e lëngut dhe e futi në ngrirje. Ai e bëri këtë më shumë se një herë dhe për këtë arsye vuri re se lëngu ngrin veçanërisht shpejt nëse e mbani fillimisht në diell - me të vërtetë e ngroh! Kjo është e çuditshme, mendoi nxënësi tanzanian, i cili veproi në kundërshtim me urtësinë e kësaj bote. A është vërtet e nevojshme të ngrohni paraprakisht lëngun në mënyrë që të shndërrohet në akull më shpejt? I riu u befasua aq shumë sa ndau supozimin e tij me mësuesin. Ai e raportoi këtë kuriozitet në shtyp.

Kjo histori ka ndodhur në vitet gjashtëdhjetë të shekullit të kaluar. Tani "efekti Mpemba" është i njohur për shkencëtarët. Por për një kohë të gjatë ky fenomen në dukje i thjeshtë mbeti mister. Pse uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë?

Vetëm në vitin 1996 fizikani David Auerbach gjeti një zgjidhje. Për t'iu përgjigjur kësaj pyetjeje, ai kreu një eksperiment për një vit të tërë: ngrohi ujin në një gotë dhe e ftohte përsëri. Pra, çfarë zbuloi ai? Kur nxehen, flluskat e ajrit të tretura në ujë avullojnë. Uji pa gazra ngrin më lehtë në muret e enës. "Sigurisht, uji me përmbajtje të lartë ajri do të ngrijë gjithashtu," thotë Auerbach, "por jo në zero gradë Celsius, por vetëm në minus katër deri në gjashtë gradë." Sigurisht, do t'ju duhet të prisni më gjatë. Pra, uji i nxehtë ngrin para ujit të ftohtë, ky është një fakt shkencor.

Vështirë se ka një substancë që shfaqet para syve tanë me të njëjtën lehtësi si akulli. Ai përbëhet vetëm nga molekula uji - domethënë molekula elementare që përmbajnë dy atome hidrogjeni dhe një atom oksigjen. Megjithatë, akulli është ndoshta substanca më misterioze në Univers. Shkencëtarët nuk kanë qenë ende në gjendje të shpjegojnë disa nga vetitë e tij.

2. Superftohje dhe ngrirje e “menjëhershme”.

Të gjithë e dinë se uji kthehet gjithmonë në akull kur ftohet në 0°C... përveç në disa raste! Një shembull i kësaj është "superftohja", e cila është vetia e ujit shumë të pastër për të mbetur i lëngshëm edhe kur ftohet në nivelin e ngrirjes. Ky fenomen është bërë i mundur për faktin se mjedisi nuk përmban qendra apo bërthama kristalizimi që mund të nxisin formimin e kristaleve të akullit. Dhe kështu uji mbetet në formë të lëngshme edhe kur ftohet nën zero gradë Celsius. Procesi i kristalizimit mund të shkaktohet, për shembull, nga flluska gazi, papastërti (ndotës) ose një sipërfaqe e pabarabartë e enës. Pa to, uji do të mbetet në gjendje të lëngshme. Kur fillon procesi i kristalizimit, mund të shikoni ujin e super-ftohur të shndërrohet menjëherë në akull.

Shikoni videon (2,901 KB, 60 sek) nga Phil Medina (www.mrsciguy.com) dhe shikoni vetë >>

Komentoni. Uji i mbinxehur gjithashtu mbetet i lëngshëm edhe kur nxehet mbi pikën e tij të vlimit.

3. Ujë "xhami".

Shpejt dhe pa u menduar, emërtoni sa gjendje të ndryshme ka uji?

Nëse jeni përgjigjur tre (të ngurtë, të lëngët, të gaztë), atëherë keni gabuar. Shkencëtarët identifikojnë të paktën 5 gjendje të ndryshme të ujit të lëngshëm dhe 14 gjendje akulli.

E mbani mend bisedën për ujin super të ftohtë? Pra, pavarësisht se çfarë bëni, në -38 °C edhe uji më i pastër super i ftohtë kthehet papritur në akull. Çfarë ndodh me rënien e mëtejshme?

temperatura? Në -120 °C diçka e çuditshme fillon t'i ndodhë ujit: ai bëhet super viskoz ose viskoz, si melasa, dhe në temperatura nën -135 °C shndërrohet në ujë "qelqtë" ose "qelqtë" - një substancë e ngurtë që nuk ka strukturë kristalore. .

4. Vetitë kuantike të ujit

Në nivelin molekular, uji është edhe më befasues. Në vitin 1995, një eksperiment i shpërndarjes së neutroneve i kryer nga shkencëtarët dha një rezultat të papritur: fizikanët zbuluan se neutronet që synonin molekulat e ujit "shikojnë" 25% më pak protone hidrogjeni sesa pritej.

Doli se me një shpejtësi prej një attosekondi (10 -18 sekonda) ndodh një efekt kuantik i pazakontë, dhe formula kimike e ujit, në vend të asaj të zakonshme - H 2 O, bëhet H 1.5 O!

5. A ka uji memorie?

Homeopatia, një alternativë ndaj mjekësisë konvencionale, thotë se një tretësirë ​​e holluar e një ilaçi mund të ketë një efekt shërues në trup, edhe nëse faktori i hollimit është aq i madh sa nuk ka mbetur asgjë në tretësirë ​​përveç molekulave të ujit. Përkrahësit e homeopatisë e shpjegojnë këtë paradoks me një koncept të quajtur "kujtesa e ujit", sipas të cilit uji në nivelin molekular ka një "memorie" të substancës sapo të tretur në të dhe ruan vetitë e tretësirës së përqendrimit origjinal pas asnjë të vetme. molekula e përbërësit mbetet në të.

Një grup ndërkombëtar shkencëtarësh të udhëhequr nga profesoresha Madeleine Ennis nga Universiteti i Mbretëreshës në Belfast, i cili kritikoi parimet e homeopatisë, kreu një eksperiment në vitin 2002 për të hedhur poshtë këtë koncept njëherë e përgjithmonë. Rezultati ishte i kundërt ishin në gjendje të provonin realitetin e efektit të "kujtesës së ujit" Megjithatë, eksperimentet e kryera nën mbikëqyrjen e ekspertëve të pavarur nuk sollën ndonjë rezultat.

Uji ka shumë veti të tjera të pazakonta për të cilat nuk folëm në këtë artikull.

Letërsia.

1. 5 gjëra vërtet të çuditshme rreth ujit / http://www.neatorama.com.
2. Misteri i ujit: u krijua teoria e efektit Aristotle-Mpemba / http://www.o8ode.ru.
3. Nepomnyashchy N.N. Sekretet e natyrës së pajetë. Substanca më misterioze në univers / http://www.bibliotekar.ru.

Shumë studiues kanë paraqitur dhe po parashtrojnë versionet e tyre se pse uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë. Do të duket si një paradoks - në fund të fundit, për të ngrirë, uji i nxehtë së pari duhet të ftohet. Megjithatë, fakti mbetet fakt dhe shkencëtarët e shpjegojnë atë në mënyra të ndryshme.

Versionet kryesore

Për momentin, ekzistojnë disa versione që shpjegojnë këtë fakt:

1. Për shkak se uji i nxehtë avullon më shpejt, vëllimi i tij zvogëlohet. Dhe ngrirja e një sasie më të vogël uji në të njëjtën temperaturë ndodh më shpejt.
2. Ndarja e ngrirësit të frigoriferit ka një shtresë dëbore. Një enë me ujë të nxehtë shkrin borën poshtë. Kjo përmirëson kontaktin termik me ngrirësin.
3. Ngrirja e ujit të ftohtë, ndryshe nga uji i nxehtë, fillon në krye. Në të njëjtën kohë, konvekcioni dhe rrezatimi i nxehtësisë, dhe, rrjedhimisht, humbja e nxehtësisë përkeqësohet.
4. Uji i ftohtë përmban qendra kristalizimi - substanca të tretura në të. Nëse përmbajtja e tyre në ujë është e vogël, ngrirja është e vështirë, megjithëse në të njëjtën kohë, superftohja është e mundur - kur në temperatura nën zero ka një gjendje të lëngshme.

Edhe pse me drejtësi mund të themi se ky efekt nuk vërehet gjithmonë. Shumë shpesh, uji i ftohtë ngrin më shpejt se uji i nxehtë.

Në çfarë temperature ngrin uji

Pse ngrin uji fare? Ai përmban një sasi të caktuar të grimcave minerale ose organike. Këto mund të jenë, për shembull, grimca shumë të vogla rëre, pluhuri ose balte. Ndërsa temperatura e ajrit ulet, këto grimca janë qendrat rreth të cilave formohen kristalet e akullit.

Rolin e bërthamave të kristalizimit mund ta luajnë edhe flluskat e ajrit dhe çarjet në enën që përmban ujë. Shpejtësia e procesit të shndërrimit të ujit në akull ndikohet kryesisht nga numri i qendrave të tilla - nëse ka shumë prej tyre, lëngu ngrin më shpejt. Në kushte normale, me presion normal atmosferik, uji kthehet në gjendje të ngurtë nga lëngu në një temperaturë prej 0 gradë.

Thelbi i efektit Mpemba

Efekti Mpemba është një paradoks, thelbi i të cilit është se në rrethana të caktuara, uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë. Ky fenomen u vu re nga Aristoteli dhe Dekarti. Megjithatë, deri në vitin 1963, nxënësi tanzanian Erasto Mpemba përcaktoi se akullorja e nxehtë ngrin në një kohë më të shkurtër se akullorja e ftohtë. Këtë konkluzion e ka bërë gjatë kryerjes së një detyre gatimi.

Ai duhej të shpërndante sheqerin në qumështin e zier dhe, pasi e kishte ftohur, ta vendoste në frigorifer për të ngrirë. Me sa duket, Mpemba nuk ishte veçanërisht i zellshëm dhe filloi ta përfundonte me vonesë pjesën e parë të detyrës. Prandaj nuk priti që qumështi të ftohet dhe e futi të nxehtë në frigorifer. Ai u habit shumë kur ngriu edhe më shpejt se ai i shokëve të klasës, të cilët po e bënin punën në përputhje me teknologjinë e dhënë.

Ky fakt e interesoi shumë të riun dhe ai filloi eksperimentet me ujë të thjeshtë. Në vitin 1969, revista Edukimi fizik publikoi rezultatet e kërkimit nga Mpemba dhe profesor Dennis Osborne i Universitetit të Dar Es Salaam. Efektit që ata përshkruan iu dha emri Mpemba. Megjithatë, edhe sot nuk ka një shpjegim të qartë për fenomenin. Të gjithë shkencëtarët pajtohen se roli kryesor në këtë i përket dallimeve në vetitë e ujit të ftohtë dhe të nxehtë, por çfarë saktësisht nuk dihet.

Versioni i Singaporit

Fizikanët nga një prej universiteteve të Singaporit ishin gjithashtu të interesuar në pyetjen se cili ujë ngrin më shpejt - i nxehtë apo i ftohtë? Një ekip studiuesish të udhëhequr nga Xi Zhang e shpjegoi këtë paradoks pikërisht nga vetitë e ujit. Të gjithë e dinë përbërjen e ujit nga shkolla - një atom oksigjeni dhe dy atome hidrogjeni. Oksigjeni në një farë mase i tërheq elektronet nga hidrogjeni, kështu që molekula është një lloj "magneti" i caktuar.

Si rezultat, disa molekula në ujë tërhiqen pak nga njëra-tjetra dhe bashkohen nga një lidhje hidrogjeni. Forca e saj është shumë herë më e ulët se një lidhje kovalente. Studiuesit nga Singapori besojnë se shpjegimi për paradoksin e Mpemba qëndron pikërisht në lidhjet hidrogjenore. Nëse molekulat e ujit vendosen shumë fort së bashku, atëherë një ndërveprim kaq i fortë midis molekulave mund të deformojë lidhjen kovalente në mes të vetë molekulës.

Por kur uji nxehet, molekulat e lidhura largohen pak nga njëra-tjetra. Si rezultat, relaksimi i lidhjeve kovalente ndodh në mes të molekulave me çlirimin e energjisë së tepërt dhe një kalim në një nivel më të ulët të energjisë. Kjo çon në faktin se uji i nxehtë fillon të ftohet shpejt. Të paktën, këtë tregojnë llogaritjet teorike të kryera nga shkencëtarët nga Singapori.

Ngrirja e menjëhershme e ujit - 5 truke të pabesueshme: Video