Aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo, mainit o malamig, ay naiimpluwensyahan ng maraming mga kadahilanan, ngunit ang tanong mismo ay tila kakaiba. Ito ay nauunawaan, at ito ay kilala mula sa pisika, na ang mainit na tubig ay nangangailangan pa rin ng oras upang lumamig sa temperatura ng maihahambing na malamig na tubig upang maging yelo. Maaaring laktawan ng malamig na tubig ang yugtong ito, at, nang naaayon, mananalo ito sa oras.

Ngunit ang sagot sa tanong kung aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo - malamig o mainit - sa kalye sa hamog na nagyelo, alam ng sinumang naninirahan sa hilagang latitude. Sa katunayan, ayon sa siyensiya, lumalabas na sa anumang kaso, ang malamig na tubig ay kailangang mag-freeze nang mas mabilis.

Gayundin ang guro ng pisika, na nilapitan ng mag-aaral na si Erasto Mpemba noong 1963 na may kahilingang ipaliwanag kung bakit ang malamig na pinaghalong sorbetes sa hinaharap ay nagyeyelo nang mas matagal kaysa sa katulad, ngunit mainit.

"Hindi ito world physics, ngunit isang uri ng Mpemba physics"

Sa oras na iyon, tinawanan lamang ito ng guro, ngunit si Deniss Osborne, isang propesor ng pisika, na minsan ay nagpunta sa parehong paaralan kung saan nag-aral si Erasto, ay eksperimento na nakumpirma ang pagkakaroon ng gayong epekto, kahit na walang paliwanag para dito noon. . Noong 1969, isang tanyag na journal na pang-agham ang naglathala ng magkasanib na artikulo ng dalawang lalaki na naglalarawan ng kakaibang epektong ito.

Simula noon, sa pamamagitan ng paraan, ang tanong kung aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo - mainit o malamig, ay may sariling pangalan - ang epekto, o kabalintunaan, Mpemba.

Matagal na ang tanong

Naturally, ang gayong kababalaghan ay naganap bago, at ito ay nabanggit sa mga gawa ng iba pang mga siyentipiko. Hindi lamang ang schoolboy ang interesado sa tanong na ito, ngunit naisip ito ni Rene Descartes at maging si Aristotle.

Narito ang mga diskarte lamang sa paglutas ng kabalintunaan na ito ay nagsimulang tumingin lamang sa pagtatapos ng ikadalawampu siglo.

Mga kundisyon para magkaroon ng kabalintunaan

Tulad ng ice cream, hindi lang ordinaryong tubig ang nagyeyelo sa panahon ng eksperimento. Ang ilang mga kundisyon ay dapat na naroroon upang simulan ang pagtatalo kung aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo - malamig o mainit. Ano ang nakakaimpluwensya sa prosesong ito?

Ngayon, sa ika-21 siglo, maraming mga opsyon ang iniharap na maaaring ipaliwanag ang kabalintunaan na ito. Aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo, mainit o malamig, ay maaaring depende sa katotohanan na mayroon itong mas mataas na rate ng pagsingaw kaysa sa malamig na tubig. Kaya, ang dami nito ay bumababa, at sa pagbaba ng lakas ng tunog, ang oras ng pagyeyelo ay nagiging mas maikli kaysa sa kung kukuha tayo ng katulad na paunang dami ng malamig na tubig.

Matagal nang na-defrost ang freezer

Aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo, at kung bakit ito nangyayari, ang maaaring maapektuhan ng snow lining na maaaring nasa freezer ng refrigerator na ginamit para sa eksperimento. Kung kukuha ka ng dalawang lalagyan na magkapareho sa dami, ngunit ang isa sa mga ito ay magkakaroon ng mainit na tubig at ang isa pang malamig na tubig, ang lalagyan na may mainit na tubig ay matutunaw ang niyebe sa ilalim, at sa gayon ay mapapabuti ang pakikipag-ugnayan ng thermal level sa dingding ng refrigerator. Hindi iyon magagawa ng lalagyan ng malamig na tubig. Kung walang ganoong lining na may snow sa refrigerator, ang malamig na tubig ay dapat mag-freeze nang mas mabilis.

Taas baba

Gayundin, ang kababalaghan kung saan ang tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis - mainit o malamig, ay ipinaliwanag bilang mga sumusunod. Sumusunod sa ilang mga batas, ang malamig na tubig ay nagsisimulang mag-freeze mula sa itaas na mga layer, kapag ang mainit na tubig ay ginagawa ito ng kabaligtaran - ito ay nagsisimulang mag-freeze mula sa ibaba pataas. Lumalabas na ang malamig na tubig, na may malamig na layer sa itaas na may yelo na nabuo na sa ilang mga lugar, kaya lumalala ang mga proseso ng convection at thermal radiation, at sa gayon ay nagpapaliwanag kung aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo - malamig o mainit. Ang isang larawan mula sa mga amateur na eksperimento ay naka-attach, at dito ito ay malinaw na nakikita.

Ang init ay lumalabas, umaakyat sa itaas, at doon ay nakakatugon ito sa isang napakalamig na layer. Walang libreng landas para sa radiation ng init, kaya nagiging mahirap ang proseso ng paglamig. Ang mainit na tubig ay ganap na walang mga hadlang sa landas nito. Alin ang mas mabilis na nagyeyelo - malamig o mainit, kung saan nakasalalay ang posibleng resulta, maaari mong palawakin ang sagot sa pamamagitan ng pagsasabi na ang anumang tubig ay may ilang mga sangkap na natunaw dito.

Ang mga dumi sa komposisyon ng tubig bilang isang kadahilanan na nakakaimpluwensya sa kinalabasan

Kung hindi ka mandaya at gumamit ng tubig na may parehong komposisyon, kung saan ang mga konsentrasyon ng ilang mga sangkap ay magkapareho, kung gayon ang malamig na tubig ay dapat mag-freeze nang mas mabilis. Ngunit kung ang isang sitwasyon ay nangyayari kapag ang mga natunaw na elemento ng kemikal ay naroroon lamang sa mainit na tubig, habang ang malamig na tubig ay hindi nagtataglay ng mga ito, kung gayon ang mainit na tubig ay may pagkakataon na mag-freeze nang mas maaga. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga natunaw na sangkap sa tubig ay lumilikha ng mga sentro ng pagkikristal, at sa isang maliit na bilang ng mga sentrong ito, ang pagbabago ng tubig sa isang solidong estado ay mahirap. Kahit na ang supercooling ng tubig ay posible, sa kahulugan na sa mga sub-zero na temperatura ito ay nasa likidong estado.

Ngunit ang lahat ng mga bersyon na ito, tila, ay hindi nababagay sa mga siyentipiko hanggang sa wakas, at patuloy silang nagtatrabaho sa isyung ito. Noong 2013, sinabi ng isang pangkat ng mga mananaliksik sa Singapore na nalutas na nila ang lumang misteryo.

Sinasabi ng isang grupo ng mga siyentipikong Tsino na ang sikreto ng epektong ito ay nasa dami ng enerhiya na nakaimbak sa pagitan ng mga molekula ng tubig sa mga bono nito, na tinatawag na mga hydrogen bond.

Ang sagot mula sa mga Chinese scientist

Susunod ang karagdagang impormasyon, para sa pag-unawa kung saan kinakailangan na magkaroon ng ilang kaalaman sa kimika upang malaman kung aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo - mainit o malamig. Tulad ng alam mo, ito ay binubuo ng dalawang H (hydrogen) atoms at isang O (oxygen) atom na pinagsama-sama ng mga covalent bond.

Ngunit ang mga atomo ng hydrogen ng isang molekula ay naaakit din sa mga kalapit na molekula, sa kanilang bahagi ng oxygen. Ang mga bono na ito ay tinatawag na mga bono ng hydrogen.

Kasabay nito, ito ay nagkakahalaga ng pag-alala na sa parehong oras, ang mga molekula ng tubig ay kumikilos nang kasuklam-suklam sa bawat isa. Napansin ng mga siyentipiko na kapag ang tubig ay pinainit, ang distansya sa pagitan ng mga molekula nito ay tumataas, at ito ay pinadali ng mga puwersang salungat. Ito ay lumiliko na sumasakop sa isang distansya sa pagitan ng mga molekula sa isang malamig na estado, masasabi ng isa na sila ay umaabot, at mayroon silang mas malaking supply ng enerhiya. Ang reserbang enerhiya na ito ay inilabas kapag ang mga molekula ng tubig ay nagsimulang lumapit sa isa't isa, iyon ay, nangyayari ang paglamig. Lumalabas na ang mas malaking supply ng enerhiya sa mainit na tubig, at ang mas malaking paglabas nito kapag pinalamig sa mga sub-zero na temperatura, ay nangyayari nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig, na may mas maliit na supply ng naturang enerhiya. Kaya aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo - malamig o mainit? Sa kalye at sa laboratoryo, ang Mpemba na kabalintunaan ay dapat mangyari, at ang mainit na tubig ay dapat maging yelo nang mas mabilis.

Ngunit bukas pa rin ang tanong

Mayroon lamang teoretikal na kumpirmasyon ng pahiwatig na ito - lahat ng ito ay nakasulat sa magagandang mga pormula at tila makatwiran. Ngunit kapag ang pang-eksperimentong data, kung saan ang tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis - mainit o malamig, ay ilalagay sa isang praktikal na kahulugan, at ang kanilang mga resulta ay ipapakita, kung gayon posible na isaalang-alang ang tanong ng Mpemba na kabalintunaan na sarado.

Mpemba effect o bakit mas mabilis mag-freeze ang mainit na tubig kaysa malamig na tubig? Ang Mpemba Effect (Mpemba Paradox) ay isang kabalintunaan na nagsasaad na ang mainit na tubig sa ilalim ng ilang mga kundisyon ay mas mabilis na nagyeyelo kaysa malamig na tubig, bagama't dapat itong pumasa sa temperatura ng malamig na tubig sa proseso ng pagyeyelo. Ang kabalintunaan na ito ay isang eksperimentong katotohanan na sumasalungat sa karaniwang mga ideya, ayon sa kung saan, sa ilalim ng parehong mga kondisyon, ang isang mas mainit na katawan ay nangangailangan ng mas maraming oras upang lumamig sa isang tiyak na temperatura kaysa sa isang mas malamig na katawan upang lumamig sa parehong temperatura. Ang kababalaghang ito ay napansin noong panahong iyon nina Aristotle, Francis Bacon at Rene Descartes, ngunit noong 1963 lamang, nalaman ng Tanzanian schoolboy na si Erasto Mpemba na ang mainit na pinaghalong ice cream ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig. Si Erasto Mpemba ay isang estudyante sa Magambin High School sa Tanzania na gumagawa ng praktikal na gawain sa pagluluto. Kailangan niyang gumawa ng homemade ice cream - pakuluan ang gatas, itunaw ang asukal dito, palamig ito sa temperatura ng silid, at pagkatapos ay ilagay ito sa refrigerator upang mag-freeze. Tila, si Mpemba ay hindi partikular na masigasig na mag-aaral at nagpaliban sa unang bahagi ng takdang-aralin. Sa takot na hindi siya makarating sa oras sa pagtatapos ng aralin, inilagay niya ang mainit pa ring gatas sa refrigerator. Sa kanyang sorpresa, ito ay nagyelo kahit na mas maaga kaysa sa gatas ng kanyang mga kasama, na inihanda ayon sa isang ibinigay na teknolohiya. Pagkatapos nito, nag-eksperimento si Mpemba hindi lamang sa gatas, kundi pati na rin sa ordinaryong tubig. Sa anumang kaso, isa nang estudyante sa Mkvava High School, tinanong niya si Propesor Dennis Osborne mula sa University College sa Dar es Salaam (inimbitahan ng direktor ng paaralan na magbigay ng lecture sa physics sa mga estudyante) tungkol sa tubig: "Kung kumuha ka ng dalawang magkatulad na lalagyan na may pantay na dami ng tubig upang sa isa sa kanila ang tubig ay may temperatura na 35 ° C, at sa isa pa - 100 ° C, at ilagay ang mga ito sa freezer, pagkatapos ay sa pangalawa ang tubig ay mag-freeze. mas mabilis. Bakit? Naging interesado si Osborne sa isyung ito at sa lalong madaling panahon noong 1969, kasama ang Mpemba, inilathala nila ang mga resulta ng kanilang mga eksperimento sa journal na "Physics Education". Simula noon, ang epekto na natuklasan nila ay tinatawag na epekto ng Mpemba. Hanggang ngayon, walang nakakaalam nang eksakto kung paano ipaliwanag ang kakaibang epekto na ito. Ang mga siyentipiko ay walang iisang bersyon, bagaman marami. Ang lahat ay tungkol sa pagkakaiba sa mga katangian ng mainit at malamig na tubig, ngunit hindi pa malinaw kung aling mga katangian ang gumaganap ng isang papel sa kasong ito: ang pagkakaiba sa supercooling, evaporation, pagbuo ng yelo, convection, o ang epekto ng mga tunaw na gas sa tubig sa iba't ibang temperatura. Ang kabalintunaan ng epekto ng Mpemba ay ang oras kung kailan lumalamig ang katawan sa temperatura ng kapaligiran ay dapat na proporsyonal sa pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng katawan na ito at ng kapaligiran. Ang batas na ito ay itinatag ni Newton at mula noon ay maraming beses nang nakumpirma sa pagsasagawa. Sa parehong epekto, ang tubig sa 100°C ay lumalamig hanggang 0°C na mas mabilis kaysa sa parehong dami ng tubig sa 35°C. Gayunpaman, hindi pa ito nagpapahiwatig ng isang kabalintunaan, dahil ang epekto ng Mpemba ay maaari ding ipaliwanag sa loob ng kilalang pisika. Narito ang ilang mga paliwanag para sa epekto ng Mpemba: Pagsingaw Mas mabilis na sumingaw ang mainit na tubig mula sa isang lalagyan, sa gayon ay nababawasan ang volume nito, at ang mas maliit na volume ng tubig sa parehong temperatura ay mas mabilis na nagyeyelo. Ang tubig na pinainit hanggang 100 C ay nawawalan ng 16% ng masa nito kapag pinalamig sa 0 C. Ang epekto ng evaporation ay dobleng epekto. Una, ang masa ng tubig na kinakailangan para sa paglamig ay nabawasan. At pangalawa, bumababa ang temperatura dahil sa ang katunayan na ang init ng pagsingaw ng paglipat mula sa bahagi ng tubig hanggang sa yugto ng singaw ay bumababa. Temperatura pagkakaiba Dahil sa ang katunayan na ang temperatura pagkakaiba sa pagitan ng mainit na tubig at malamig na hangin ay mas malaki - kaya ang init exchange sa kasong ito ay mas matindi at mainit na tubig cools mas mabilis. Subcooling Kapag ang tubig ay pinalamig sa ibaba 0 C, hindi ito palaging nagyeyelo. Sa ilang partikular na kundisyon, maaari itong sumailalim sa supercooling habang patuloy na nananatiling likido sa mga temperaturang mas mababa sa freezing point. Sa ilang mga kaso, ang tubig ay maaaring manatiling likido kahit na sa temperatura na -20 C. Ang dahilan para sa epekto na ito ay upang magsimulang mabuo ang mga unang kristal ng yelo, kailangan ang mga sentro ng pagbuo ng kristal. Kung wala ang mga ito sa likidong tubig, pagkatapos ay magpapatuloy ang supercooling hanggang sa bumaba ang temperatura nang sapat na ang mga kristal ay nagsimulang mabuo nang kusang. Kapag nagsimula silang mabuo sa supercooled na likido, magsisimula silang lumaki nang mas mabilis, na bumubuo ng ice slush na magyeyelo upang bumuo ng yelo. Ang mainit na tubig ay pinaka-madaling kapitan sa hypothermia dahil ang pag-init ay nag-aalis ng mga natunaw na gas at mga bula, na siya namang magsisilbing mga sentro para sa pagbuo ng mga kristal na yelo. Bakit ang hypothermia ay nagiging sanhi ng mas mabilis na pagyeyelo ng mainit na tubig? Sa kaso ng malamig na tubig, na hindi supercooled, ang mga sumusunod ay nangyayari. Sa kasong ito, ang isang manipis na layer ng yelo ay bubuo sa ibabaw ng sisidlan. Ang layer ng yelo na ito ay magsisilbing insulator sa pagitan ng tubig at malamig na hangin at mapipigilan ang karagdagang pagsingaw. Ang rate ng pagbuo ng mga kristal ng yelo sa kasong ito ay magiging mas mababa. Sa kaso ng mainit na tubig na sumasailalim sa subcooling, ang subcooled na tubig ay walang protective surface layer ng yelo. Samakatuwid, mas mabilis itong nawawalan ng init sa pamamagitan ng bukas na tuktok. Kapag natapos ang proseso ng supercooling at nag-freeze ang tubig, mas maraming init ang mawawala at samakatuwid ay mas maraming yelo ang nabuo. Itinuturing ng maraming mananaliksik ng epektong ito ang hypothermia bilang pangunahing salik sa kaso ng epekto ng Mpemba. Convection Nagsisimulang mag-freeze ang malamig na tubig mula sa itaas, sa gayon ay lumalala ang mga proseso ng heat radiation at convection, at samakatuwid ay ang pagkawala ng init, habang ang mainit na tubig ay nagsisimulang mag-freeze mula sa ibaba. Ang epektong ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng isang anomalya sa density ng tubig. Ang tubig ay may pinakamataas na density sa 4 C. Kung palamigin mo ang tubig hanggang 4 C at ilagay ito sa mas mababang temperatura, ang ibabaw na layer ng tubig ay mas mabilis na magyeyelo. Dahil ang tubig na ito ay hindi gaanong siksik kaysa sa tubig sa 4°C, mananatili ito sa ibabaw, na bumubuo ng isang manipis na malamig na layer. Sa ilalim ng mga kondisyong ito, isang manipis na layer ng yelo ang bubuo sa ibabaw ng tubig sa loob ng maikling panahon, ngunit ang layer na ito ng yelo ay magsisilbing insulator na nagpoprotekta sa mas mababang mga layer ng tubig, na mananatili sa temperatura na 4 C. Samakatuwid , ang karagdagang proseso ng paglamig ay magiging mas mabagal. Sa kaso ng mainit na tubig, ang sitwasyon ay ganap na naiiba. Ang ibabaw na layer ng tubig ay lalamig nang mas mabilis dahil sa pagsingaw at mas malaking pagkakaiba sa temperatura. Gayundin, ang mga layer ng malamig na tubig ay mas siksik kaysa sa mga layer ng mainit na tubig, kaya lulubog ang layer ng malamig na tubig, na itinataas ang layer ng mainit na tubig sa ibabaw. Tinitiyak ng sirkulasyon ng tubig na ito ang mabilis na pagbaba ng temperatura. Ngunit bakit ang prosesong ito ay hindi umabot sa punto ng ekwilibriyo? Upang ipaliwanag ang epekto ng Mpemba mula sa puntong ito ng view ng convection, ipagpalagay na ang malamig at mainit na layer ng tubig ay pinaghihiwalay at ang proseso ng convection mismo ay nagpapatuloy pagkatapos bumaba ang average na temperatura ng tubig sa ibaba 4 C. Gayunpaman, walang pang-eksperimentong data na magpapatunay sa hypothesis na ito na ang malamig at mainit na mga layer ng tubig ay pinaghihiwalay ng convection. Mga Gas na Natunaw sa Tubig Ang tubig ay laging naglalaman ng mga gas na natunaw dito - oxygen at carbon dioxide. Ang mga gas na ito ay may kakayahang bawasan ang pagyeyelo ng tubig. Kapag ang tubig ay pinainit, ang mga gas na ito ay inilabas mula sa tubig dahil ang kanilang solubility sa tubig sa mataas na temperatura ay mas mababa. Samakatuwid, kapag ang mainit na tubig ay pinalamig, palaging may mas kaunting mga dissolved gas dito kaysa sa hindi pinainit na malamig na tubig. Samakatuwid, ang punto ng pagyeyelo ng pinainit na tubig ay mas mataas at mas mabilis itong nagyeyelo. Ang salik na ito kung minsan ay itinuturing na pangunahing isa sa pagpapaliwanag ng epekto ng Mpemba, bagama't walang pang-eksperimentong data na nagpapatunay sa katotohanang ito. Thermal Conductivity Ang mekanismong ito ay maaaring gumanap ng isang mahalagang papel kapag ang tubig ay inilagay sa isang freezer refrigerator sa maliliit na lalagyan. Sa ilalim ng mga kondisyong ito, naobserbahan na ang lalagyan na may mainit na tubig ay natutunaw ang yelo ng freezer sa ilalim, sa gayon ay nagpapabuti ng thermal contact sa dingding ng freezer at thermal conductivity. Bilang resulta, ang init ay tinanggal mula sa lalagyan ng mainit na tubig nang mas mabilis kaysa sa malamig. Sa turn, ang lalagyan na may malamig na tubig ay hindi natutunaw ang niyebe sa ilalim nito. Ang lahat ng ito (pati na rin ang iba pang) mga kondisyon ay pinag-aralan sa maraming mga eksperimento, ngunit ang isang malinaw na sagot sa tanong - kung alin sa mga ito ang nagbibigay ng 100% na pagpaparami ng epekto ng Mpemba - ay hindi nakuha. Kaya, halimbawa, noong 1995, pinag-aralan ng German physicist na si David Auerbach ang impluwensya ng supercooling ng tubig sa epekto na ito. Natuklasan niya na ang mainit na tubig, na umaabot sa supercooled na estado, ay nagyeyelo sa mas mataas na temperatura kaysa malamig na tubig, at samakatuwid ay mas mabilis kaysa sa huli. Ngunit ang malamig na tubig ay umabot sa supercooled na estado nang mas mabilis kaysa sa mainit na tubig, at sa gayon ay nabayaran ang nakaraang lag. Bilang karagdagan, ang mga resulta ng Auerbach ay sumasalungat sa naunang data na ang mainit na tubig ay nakakamit ng higit na supercooling dahil sa mas kaunting mga crystallization center. Kapag ang tubig ay pinainit, ang mga gas na natunaw dito ay tinanggal mula dito, at kapag ito ay pinakuluan, ang ilang mga asin na natunaw dito ay namuo. Sa ngayon, isang bagay lamang ang maaaring igiit - ang pagpaparami ng epekto na ito ay mahalagang nakasalalay sa mga kondisyon kung saan isinasagawa ang eksperimento. Eksakto dahil hindi ito palaging pinalalabas. O. V. Mosin

Tila malinaw na ang malamig na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa mainit na tubig, dahil sa ilalim ng pantay na mga kondisyon, ang mainit na tubig ay tumatagal ng mas matagal na lumamig at pagkatapos ay nagyeyelo. Gayunpaman, ang libu-libong taon ng mga obserbasyon, pati na rin ang mga modernong eksperimento, ay nagpakita na ang kabaligtaran ay totoo rin: sa ilalim ng ilang mga kondisyon, ang mainit na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig. Ipinapaliwanag ng Science channel na Sciencium ang hindi pangkaraniwang bagay na ito:

Gaya ng ipinaliwanag sa video sa itaas, ang kababalaghan kung saan ang mainit na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig ay kilala bilang ang epekto ng Mpemba, na pinangalanang Erasto Mpemba, isang mag-aaral mula sa Tanzania na gumawa ng ice cream bilang bahagi ng isang proyekto sa paaralan noong 1963. Kailangang pakuluan ng mga estudyante ang pinaghalong cream at asukal, hayaang lumamig, at pagkatapos ay ilagay ito sa freezer.

Sa halip, inilagay ni Erasto ang kanyang timpla nang sabay-sabay, mainit, nang hindi hinintay na lumamig. Bilang resulta, pagkatapos ng 1.5 oras, ang kanyang timpla ay nagyelo na, ngunit ang mga timpla ng ibang mga mag-aaral ay hindi. Naintriga sa hindi pangkaraniwang bagay, sinimulan ni Mpemba na pag-aralan ang isyu sa propesor ng pisika na si Denis Osborn, at noong 1969 ay naglathala sila ng isang papel na nagsasabi na ang mainit na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig. Ito ang unang peer-reviewed na pag-aaral ng ganitong uri, ngunit ang phenomenon mismo ay binanggit sa mga papel ni Aristotle na itinayo noong ika-4 na siglo BC. e. Binanggit din nina Francis Bacon at Descartes ang hindi pangkaraniwang bagay na ito sa kanilang pag-aaral.

Ang video ay naglilista ng ilang mga opsyon para sa pagpapaliwanag kung ano ang nangyayari:

1. Ang Frost ay isang dielectric, at samakatuwid ang malamig na malamig na tubig ay nag-iimbak ng init nang mas mahusay kaysa sa isang mainit na baso na natutunaw ang yelo sa pakikipag-ugnay dito.
2. Ang malamig na tubig ay may mas maraming dissolved gas kaysa sa maligamgam na tubig, at ang mga mananaliksik ay nag-isip na ito ay maaaring may papel sa rate ng paglamig, bagaman hindi pa malinaw kung paano.
3. Ang mainit na tubig ay nawawalan ng mas maraming molekula ng tubig sa pamamagitan ng pagsingaw, na nag-iiwan ng mas kaunting pagyeyelo
4. Ang maligamgam na tubig ay maaaring lumamig nang mas mabilis dahil sa tumaas na convective currents. Nangyayari ang mga agos na ito dahil ang tubig sa baso ay unang lumalamig sa ibabaw at gilid, na nagiging sanhi ng paglubog ng malamig na tubig at pagtaas ng mainit na tubig. Sa isang mainit na baso, ang mga convective na alon ay mas aktibo, na maaaring makaapekto sa bilis ng paglamig.

Gayunpaman, noong 2016, isang maingat na kinokontrol na pag-aaral ang isinagawa, na nagpakita ng kabaligtaran: ang mainit na tubig ay nagyelo nang mas mabagal kaysa sa malamig na tubig. Kasabay nito, napansin ng mga siyentipiko na ang isang pagbabago sa lokasyon ng isang thermocouple - isang aparato na tumutukoy sa mga pagkakaiba sa temperatura - sa pamamagitan lamang ng isang sentimetro ay humahantong sa hitsura ng epekto ng Mpemba. Ang isang pag-aaral ng iba pang katulad na gawain ay nagpakita na sa lahat ng mga kaso kapag ang epektong ito ay naobserbahan, mayroong isang displacement ng thermocouple sa loob ng isang sentimetro.

Noong 1963, ang isang schoolboy mula sa Tanzania na nagngangalang Erasto Mpemba ay nagtanong sa kanyang guro ng isang hangal na tanong - bakit mas mabilis na nag-freeze ang mainit na ice cream kaysa malamig na ice cream sa kanyang freezer?

Si Erasto Mpemba ay isang estudyante sa Magambin High School sa Tanzania na gumagawa ng praktikal na gawain sa pagluluto. Kailangan niyang gumawa ng homemade ice cream - pakuluan ang gatas, itunaw ang asukal dito, palamig ito sa temperatura ng silid, at pagkatapos ay ilagay ito sa refrigerator upang mag-freeze. Tila, si Mpemba ay hindi partikular na masigasig na mag-aaral at nagpaliban sa unang bahagi ng takdang-aralin. Sa takot na hindi siya makarating sa oras sa pagtatapos ng aralin, naglagay siya ng mainit na gatas sa refrigerator. Sa kanyang sorpresa, ito ay nagyelo kahit na mas maaga kaysa sa gatas ng kanyang mga kasama, na inihanda ayon sa isang ibinigay na teknolohiya.

Bumaling siya sa guro ng pisika para sa paglilinaw, ngunit tinawanan lamang niya ang mag-aaral, sinabi ang sumusunod: "Hindi ito pisika ng mundo, ngunit ang pisika ng Mpemba." Pagkatapos nito, nag-eksperimento si Mpemba hindi lamang sa gatas, kundi pati na rin sa ordinaryong tubig.

Sa anumang kaso, isa nang estudyante sa Mkvava High School, tinanong niya si Propesor Dennis Osborne mula sa University College sa Dar es Salaam (inimbitahan ng direktor ng paaralan na magbigay ng lecture sa physics sa mga estudyante) tungkol sa tubig: “Kung kumuha ka ng dalawang magkatulad na lalagyan na may pantay na dami ng tubig upang sa isa sa kanila ang tubig ay may temperatura na 35 ° C, at sa isa pa - 100 ° C, at ilagay ang mga ito sa freezer, pagkatapos ay sa pangalawa ang tubig ay mag-freeze. mas mabilis. Bakit?" Naging interesado si Osborn sa isyung ito at sa lalong madaling panahon noong 1969, kasama ng Mpemba, inilathala nila ang mga resulta ng kanilang mga eksperimento sa journal Physics Education. Simula noon, ang epekto na natuklasan nila ay tinatawag na epekto ng Mpemba.

Gusto mo bang malaman kung bakit ito nangyayari? Ilang taon lamang ang nakalilipas, nagawang ipaliwanag ng mga siyentipiko ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ...

Ang epekto ng Mpemba (Mpemba Paradox) ay isang kabalintunaan na nagsasaad na ang mainit na tubig sa ilalim ng ilang mga kundisyon ay mas mabilis na nagyeyelo kaysa malamig na tubig, bagama't dapat itong pumasa sa temperatura ng malamig na tubig sa proseso ng pagyeyelo. Ang kabalintunaan na ito ay isang eksperimentong katotohanan na sumasalungat sa karaniwang mga ideya, ayon sa kung saan, sa ilalim ng parehong mga kondisyon, ang isang mas mainit na katawan ay nangangailangan ng mas maraming oras upang lumamig sa isang tiyak na temperatura kaysa sa isang mas malamig na katawan upang lumamig sa parehong temperatura.

Ang kababalaghang ito ay napansin noong panahong iyon nina Aristotle, Francis Bacon at Rene Descartes. Hanggang ngayon, walang nakakaalam nang eksakto kung paano ipaliwanag ang kakaibang epekto na ito. Ang mga siyentipiko ay walang iisang bersyon, bagaman marami. Ang lahat ay tungkol sa pagkakaiba sa mga katangian ng mainit at malamig na tubig, ngunit hindi pa malinaw kung aling mga katangian ang gumaganap ng isang papel sa kasong ito: ang pagkakaiba sa supercooling, evaporation, pagbuo ng yelo, convection, o ang epekto ng mga tunaw na gas sa tubig sa iba't ibang temperatura. Ang kabalintunaan ng epekto ng Mpemba ay ang oras kung kailan lumalamig ang katawan sa temperatura ng kapaligiran ay dapat na proporsyonal sa pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng katawan na ito at ng kapaligiran. Ang batas na ito ay itinatag ni Newton at mula noon ay maraming beses nang nakumpirma sa pagsasagawa. Sa parehong epekto, ang tubig sa 100°C ay lumalamig hanggang 0°C na mas mabilis kaysa sa parehong dami ng tubig sa 35°C.

Simula noon, iba't ibang mga bersyon ang ipinahayag, ang isa ay ang mga sumusunod: ang bahagi ng mainit na tubig ay sumingaw lamang sa simula, at pagkatapos, kapag ang isang mas maliit na halaga ay nananatili, ang tubig ay mas mabilis na tumigas. Ang bersyon na ito, dahil sa pagiging simple nito, ay naging pinakasikat, ngunit ang mga siyentipiko ay hindi ganap na nasiyahan.

Ngayon, isang pangkat ng mga mananaliksik mula sa Nanyang Technological University sa Singapore, na pinamumunuan ng chemist na si Xi Zhang, ang nagsasabing nalutas na nila ang lumang misteryo kung bakit mas mabilis na nagyeyelo ang mainit na tubig kaysa malamig na tubig. Tulad ng nalaman ng mga ekspertong Tsino, ang sikreto ay nasa dami ng enerhiya na nakaimbak sa mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga molekula ng tubig.

Tulad ng alam mo, ang mga molekula ng tubig ay binubuo ng isang atomo ng oxygen at dalawang atomo ng hydrogen na pinagsasama-sama ng mga covalent bond, na sa antas ng particle ay mukhang isang pagpapalitan ng mga electron. Ang isa pang kilalang katotohanan ay ang mga atomo ng hydrogen ay naaakit sa mga atomo ng oxygen mula sa mga kalapit na molekula - sa kasong ito, ang mga bono ng hydrogen ay nabuo.

Kasabay nito, ang mga molekula ng tubig sa kabuuan ay nagtataboy sa isa't isa. Napansin ng mga siyentipiko mula sa Singapore na ang mas mainit na tubig, mas malaki ang distansya sa pagitan ng mga molekula ng likido dahil sa pagtaas ng mga puwersa ng salungat. Bilang resulta, ang mga bono ng hydrogen ay nakaunat, at samakatuwid ay nag-iimbak ng mas maraming enerhiya. Ang enerhiya na ito ay inilabas kapag ang tubig ay lumalamig - ang mga molekula ay lumalapit sa isa't isa. At ang pagbabalik ng enerhiya, tulad ng alam mo, ay nangangahulugan ng paglamig.

Narito ang mga hypotheses na iniharap ng mga siyentipiko:

Pagsingaw

Ang mainit na tubig ay sumingaw nang mas mabilis mula sa lalagyan, sa gayon ay binabawasan ang dami nito, at ang isang mas maliit na dami ng tubig na may parehong temperatura ay mas mabilis na nagyeyelo. Ang tubig na pinainit hanggang 100°C ay nawawalan ng 16% ng masa nito kapag pinalamig hanggang 0°C. Ang epekto ng pagsingaw ay dobleng epekto. Una, ang masa ng tubig na kinakailangan para sa paglamig ay nabawasan. At pangalawa, dahil sa evaporation, bumababa ang temperatura nito.

pagkakaiba ng temperatura

Dahil sa ang katunayan na ang pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng mainit na tubig at malamig na hangin ay mas malaki - samakatuwid, ang paglipat ng init sa kasong ito ay mas matindi at ang mainit na tubig ay lumalamig nang mas mabilis.

hypothermia
Kapag ang tubig ay pinalamig sa ibaba 0°C, hindi ito palaging nagyeyelo. Sa ilang partikular na kundisyon, maaari itong sumailalim sa supercooling habang patuloy na nananatiling likido sa mga temperaturang mas mababa sa freezing point. Sa ilang mga kaso, ang tubig ay maaaring manatiling likido kahit na sa -20°C. Ang dahilan para sa epekto na ito ay upang magsimulang mabuo ang mga unang kristal na yelo, kailangan ang mga sentro ng pagbuo ng kristal. Kung wala ang mga ito sa likidong tubig, pagkatapos ay magpapatuloy ang supercooling hanggang sa bumaba ang temperatura nang sapat na ang mga kristal ay nagsimulang mabuo nang kusang. Kapag nagsimula silang mabuo sa supercooled na likido, magsisimula silang lumaki nang mas mabilis, na bumubuo ng ice slush na magyeyelo upang bumuo ng yelo. Ang mainit na tubig ay pinaka-madaling kapitan sa hypothermia dahil ang pag-init ay nag-aalis ng mga natunaw na gas at mga bula, na siya namang magsisilbing mga sentro para sa pagbuo ng mga kristal na yelo. Bakit ang hypothermia ay nagiging sanhi ng mas mabilis na pagyeyelo ng mainit na tubig? Sa kaso ng malamig na tubig na hindi supercooled, ang mangyayari ay ang isang manipis na layer ng yelo ay nabubuo sa ibabaw nito, na nagsisilbing insulator sa pagitan ng tubig at ng malamig na hangin, at sa gayon ay pinipigilan ang karagdagang pagsingaw. Ang rate ng pagbuo ng mga kristal ng yelo sa kasong ito ay magiging mas mababa. Sa kaso ng mainit na tubig na sumasailalim sa subcooling, ang subcooled na tubig ay walang protective surface layer ng yelo. Samakatuwid, mas mabilis itong nawawalan ng init sa pamamagitan ng bukas na tuktok. Kapag natapos ang proseso ng supercooling at nag-freeze ang tubig, mas maraming init ang mawawala at samakatuwid ay mas maraming yelo ang nabuo. Itinuturing ng maraming mananaliksik ng epektong ito ang hypothermia bilang pangunahing salik sa kaso ng epekto ng Mpemba.
Convection

Ang malamig na tubig ay nagsisimulang mag-freeze mula sa itaas, at sa gayon ay lumalala ang mga proseso ng heat radiation at convection, at samakatuwid ay ang pagkawala ng init, habang ang mainit na tubig ay nagsisimulang mag-freeze mula sa ibaba. Ang epektong ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng isang anomalya sa density ng tubig. Ang tubig ay may pinakamataas na density sa 4°C. Kung magpapalamig ka ng tubig sa 4°C at ilagay ito sa isang kapaligiran na may mas mababang temperatura, ang ibabaw na layer ng tubig ay mas mabilis na magyeyelo. Dahil ang tubig na ito ay hindi gaanong siksik kaysa sa tubig sa 4°C, mananatili ito sa ibabaw, na bumubuo ng isang manipis na malamig na layer. Sa ilalim ng mga kondisyong ito, isang manipis na layer ng yelo ang bubuo sa ibabaw ng tubig sa loob ng maikling panahon, ngunit ang layer na ito ng yelo ay magsisilbing insulator na nagpoprotekta sa mas mababang mga layer ng tubig, na mananatili sa 4°C. Samakatuwid, ang karagdagang proseso ng paglamig ay magiging mas mabagal. Sa kaso ng mainit na tubig, ang sitwasyon ay ganap na naiiba. Ang ibabaw na layer ng tubig ay lalamig nang mas mabilis dahil sa pagsingaw at mas malaking pagkakaiba sa temperatura. Gayundin, ang mga layer ng malamig na tubig ay mas siksik kaysa sa mga layer ng mainit na tubig, kaya lulubog ang layer ng malamig na tubig, na itinataas ang layer ng mainit na tubig sa ibabaw. Tinitiyak ng sirkulasyon ng tubig na ito ang mabilis na pagbaba ng temperatura. Ngunit bakit ang prosesong ito ay hindi umabot sa punto ng ekwilibriyo? Upang ipaliwanag ang epekto ng Mpemba mula sa punto ng view ng convection, ipagpalagay na ang malamig at mainit na layer ng tubig ay pinaghihiwalay at ang proseso ng convection mismo ay nagpapatuloy pagkatapos bumaba ang average na temperatura ng tubig sa ibaba 4°C. Gayunpaman, walang pang-eksperimentong ebidensya na sumusuporta sa hypothesis na ito na ang malamig at mainit na mga layer ng tubig ay pinaghihiwalay ng convection.

mga gas na natunaw sa tubig

Ang tubig ay palaging naglalaman ng mga gas na natunaw dito - oxygen at carbon dioxide. Ang mga gas na ito ay may kakayahang bawasan ang pagyeyelo ng tubig. Kapag ang tubig ay pinainit, ang mga gas na ito ay inilabas mula sa tubig dahil ang kanilang solubility sa tubig sa mataas na temperatura ay mas mababa. Samakatuwid, kapag ang mainit na tubig ay pinalamig, palaging may mas kaunting mga dissolved gas dito kaysa sa hindi pinainit na malamig na tubig. Samakatuwid, ang punto ng pagyeyelo ng pinainit na tubig ay mas mataas at mas mabilis itong nagyeyelo. Ang salik na ito kung minsan ay itinuturing na pangunahing isa sa pagpapaliwanag ng epekto ng Mpemba, bagama't walang pang-eksperimentong data na nagpapatunay sa katotohanang ito.

Thermal conductivity

Malaki ang papel na ginagampanan ng mekanismong ito kapag inilagay ang tubig sa refrigerator freezer sa maliliit na lalagyan. Sa ilalim ng mga kondisyong ito, naobserbahan na ang lalagyan na may mainit na tubig ay natutunaw ang yelo ng freezer sa ilalim, sa gayon ay nagpapabuti ng thermal contact sa dingding ng freezer at thermal conductivity. Bilang resulta, ang init ay tinanggal mula sa lalagyan ng mainit na tubig nang mas mabilis kaysa sa malamig. Sa turn, ang lalagyan na may malamig na tubig ay hindi natutunaw ang niyebe sa ilalim nito. Ang lahat ng ito (pati na rin ang iba pang) mga kondisyon ay pinag-aralan sa maraming mga eksperimento, ngunit isang hindi malabo na sagot sa tanong - alin sa mga ito ang nagbibigay ng 100% na pagpaparami ng epekto ng Mpemba - ay hindi nakuha. Kaya, halimbawa, noong 1995, pinag-aralan ng German physicist na si David Auerbach ang impluwensya ng supercooling ng tubig sa epekto na ito. Natuklasan niya na ang mainit na tubig, na umaabot sa supercooled na estado, ay nagyeyelo sa mas mataas na temperatura kaysa malamig na tubig, at samakatuwid ay mas mabilis kaysa sa huli. Ngunit ang malamig na tubig ay umabot sa isang supercooled na estado nang mas mabilis kaysa sa mainit na tubig, sa gayon ay nagbabayad para sa nakaraang lag. Bilang karagdagan, ang mga resulta ng Auerbach ay sumasalungat sa naunang data na ang mainit na tubig ay nakakamit ng higit na supercooling dahil sa mas kaunting mga crystallization center. Kapag ang tubig ay pinainit, ang mga gas na natunaw dito ay aalisin mula dito, at kapag ito ay pinakuluan, ang ilang mga asin na natunaw dito ay namuo. Sa ngayon, isang bagay lamang ang maaaring igiit - ang pagpaparami ng epekto na ito ay makabuluhang nakasalalay sa mga kondisyon kung saan isinasagawa ang eksperimento. Eksakto dahil hindi ito palaging pinalalabas.

At narito ang malamang na dahilan.

Habang nagsusulat ang mga chemist sa kanilang artikulo, na makikita sa arXiv.org preprint site, ang mga hydrogen bond ay mas malakas na nakaunat sa mainit na tubig kaysa sa malamig na tubig. Kaya, lumalabas na mas maraming enerhiya ang nakaimbak sa mga bono ng hydrogen ng mainit na tubig, na nangangahulugan na higit pa sa mga ito ang pinakawalan kapag pinalamig sa mga sub-zero na temperatura. Dahil dito, mas mabilis ang pagyeyelo.

Sa ngayon, nalutas ng mga siyentipiko ang bugtong na ito sa teorya lamang. Kapag ipinakita nila ang nakakumbinsi na katibayan ng kanilang bersyon, kung gayon ang tanong kung bakit ang mainit na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig ay maaaring ituring na sarado.

21.11.2017 11.10.2018 Alexander Firtsev

« Aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo sa malamig o mainit?”- subukang magtanong sa iyong mga kaibigan, malamang na karamihan sa kanila ay sasagot na ang malamig na tubig ay mas mabilis na nagyeyelo - at nagkamali.

Sa katunayan, kung sabay mong ilagay ang dalawang sisidlan ng parehong hugis at dami sa freezer, ang isa ay maglalaman ng malamig na tubig at ang isa naman ay mainit, kung gayon ang mainit na tubig ay mas mabilis na mag-freeze.

Ang gayong pahayag ay maaaring mukhang walang katotohanan at hindi makatwiran. Logically, ang mainit na tubig ay dapat munang lumamig sa malamig na temperatura, at ang malamig na tubig ay dapat na maging yelo sa oras na ito.

Kaya bakit naaabutan ng mainit na tubig ang malamig na tubig patungo sa pagyeyelo? Subukan nating malaman ito.

Kasaysayan ng mga obserbasyon at pananaliksik

Naobserbahan ng mga tao ang kabalintunaan na epekto mula noong sinaunang panahon, ngunit walang sinuman ang nagbigay ng malaking kahalagahan dito. Kaya ang mga hindi pagkakapare-pareho sa rate ng pagyeyelo ng malamig at mainit na tubig ay nabanggit sa kanilang mga tala ni Arestotel, gayundin nina Rene Descartes at Francis Bacon. Ang isang hindi pangkaraniwang kababalaghan ay madalas na nagpapakita ng sarili sa pang-araw-araw na buhay.

Sa loob ng mahabang panahon, ang kababalaghan ay hindi pinag-aralan sa anumang paraan at hindi pumukaw ng maraming interes sa mga siyentipiko.

Ang pag-aaral ng hindi pangkaraniwang epekto ay nagsimula noong 1963, nang napansin ng isang mapagtanong na estudyante mula sa Tanzania, Erasto Mpemba, na ang mainit na gatas para sa ice cream ay mas mabilis na nagyeyelo kaysa malamig na gatas. Umaasa na makakuha ng paliwanag sa mga dahilan ng hindi pangkaraniwang epekto, tinanong ng binata ang kanyang guro sa pisika sa paaralan. Gayunpaman, tinawanan lamang siya ng guro.

Nang maglaon, inulit ni Mpemba ang eksperimento, ngunit sa kanyang eksperimento ay hindi na siya gumamit ng gatas, ngunit tubig, at ang kabalintunaan na epekto ay naulit muli.

Pagkalipas ng anim na taon, noong 1969, tinanong ni Mpemba ang tanong na ito sa propesor ng pisika na si Dennis Osborne, na dumating sa kanyang paaralan. Ang propesor ay interesado sa pagmamasid ng binata, bilang isang resulta, isang eksperimento ang isinagawa na nakumpirma ang pagkakaroon ng epekto, ngunit ang mga dahilan para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay hindi naitatag.

Mula noon, tinawag na ang kababalaghan epekto ng Mpemba.

Sa buong kasaysayan ng mga siyentipikong obserbasyon, maraming mga hypotheses ang iniharap tungkol sa mga sanhi ng hindi pangkaraniwang bagay.

Kaya sa 2012, ang British Royal Society of Chemistry ay mag-aanunsyo ng isang kompetisyon ng mga hypotheses upang ipaliwanag ang epekto ng Mpemba. Ang mga siyentipiko mula sa buong mundo ay lumahok sa kumpetisyon, sa kabuuang 22,000 mga papel na pang-agham ay nakarehistro. Sa kabila ng kahanga-hangang bilang ng mga artikulo, wala sa kanila ang nilinaw ang kabalintunaan ng Mpemba.

Ang pinakakaraniwang bersyon ay ayon sa kung saan, mas mabilis na nagyeyelo ang mainit na tubig, dahil mas mabilis itong sumingaw, nagiging mas maliit ang volume nito, at habang bumababa ang volume, tumataas ang rate ng paglamig nito. Ang pinakakaraniwang bersyon ay pinabulaanan sa kalaunan, dahil ang isang eksperimento ay isinagawa kung saan ang pagsingaw ay hindi kasama, ngunit ang epekto ay nakumpirma pa rin.

Naniniwala ang ibang mga siyentipiko na ang dahilan ng epekto ng Mpemba ay ang pagsingaw ng mga gas na natunaw sa tubig. Sa kanilang opinyon, sa panahon ng proseso ng pag-init, ang mga gas na natunaw sa tubig ay sumingaw, dahil sa kung saan nakakakuha ito ng mas mataas na density kaysa sa malamig na tubig. Tulad ng nalalaman, ang pagtaas ng density ay humahantong sa isang pagbabago sa mga pisikal na katangian ng tubig (isang pagtaas sa thermal conductivity), at samakatuwid ay isang pagtaas sa rate ng paglamig.

Bilang karagdagan, ang isang bilang ng mga hypotheses ay iniharap na naglalarawan sa rate ng sirkulasyon ng tubig bilang isang function ng temperatura. Sa maraming pag-aaral, isang pagtatangka ang ginawa upang maitatag ang kaugnayan sa pagitan ng materyal ng mga lalagyan kung saan matatagpuan ang likido. Maraming mga teorya ang tila napakatotoo, ngunit hindi sila makumpirma sa siyensiya dahil sa kakulangan ng paunang data, mga kontradiksyon sa iba pang mga eksperimento, o dahil sa katotohanan na ang mga natukoy na kadahilanan ay hindi maihahambing sa rate ng paglamig ng tubig. Ang ilang mga siyentipiko sa kanilang mga gawa ay nagtanong sa pagkakaroon ng epekto.

Noong 2013, sinabi ng mga mananaliksik sa Nanyang Technological University sa Singapore na nalutas ang misteryo ng epekto ng Mpemba. Ayon sa kanilang pag-aaral, ang dahilan ng hindi pangkaraniwang bagay ay nakasalalay sa katotohanan na ang dami ng enerhiya na nakaimbak sa mga bono ng hydrogen sa pagitan ng malamig at mainit na mga molekula ng tubig ay naiiba nang malaki.

Ang mga pamamaraan ng computer simulation ay nagpakita ng mga sumusunod na resulta: kung mas mataas ang temperatura ng tubig, mas malaki ang distansya sa pagitan ng mga molekula dahil sa katotohanan na tumataas ang mga puwersang salungat. Dahil dito, ang mga bono ng hydrogen ng mga molekula ay nakaunat, na nag-iimbak ng mas maraming enerhiya. Kapag pinalamig, ang mga molekula ay nagsisimulang lumapit sa isa't isa, na naglalabas ng enerhiya mula sa mga bono ng hydrogen. Sa kasong ito, ang pagpapalabas ng enerhiya ay sinamahan ng pagbaba ng temperatura.

Noong Oktubre 2017, nalaman ng mga physicist ng Espanyol, sa kurso ng isa pang pag-aaral, na ito ay ang pag-alis ng bagay mula sa equilibrium (malakas na pag-init bago ang malakas na paglamig) na gumaganap ng malaking papel sa pagbuo ng epekto. Tinukoy nila ang mga kondisyon kung saan ang posibilidad ng epekto ay maximum. Bilang karagdagan, kinumpirma ng mga siyentipiko mula sa Espanya ang pagkakaroon ng reverse Mpemba effect. Natagpuan nila na kapag pinainit, ang isang mas malamig na sample ay maaaring umabot sa isang mataas na temperatura nang mas mabilis kaysa sa isang mainit.

Sa kabila ng kumpletong impormasyon at maraming mga eksperimento, nilayon ng mga siyentipiko na ipagpatuloy ang pag-aaral ng epekto.

Mpemba effect sa totoong buhay

Naisip mo na ba kung bakit sa taglamig ang ice rink ay puno ng mainit na tubig at hindi malamig? Tulad ng naintindihan mo na, ginagawa nila ito dahil ang isang skating rink na puno ng mainit na tubig ay mas mabilis na magyeyelo kaysa kung ito ay napuno ng malamig na tubig. Para sa parehong dahilan, ang mga slide sa mga bayan ng yelo sa taglamig ay ibinuhos ng mainit na tubig.

Kaya, ang kaalaman tungkol sa pagkakaroon ng hindi pangkaraniwang bagay ay nagpapahintulot sa mga tao na makatipid ng oras kapag naghahanda ng mga site para sa sports sa taglamig.

Bilang karagdagan, ang epekto ng Mpemba ay minsan ginagamit sa industriya - upang bawasan ang oras ng pagyeyelo ng mga produkto, sangkap at materyales na naglalaman ng tubig.