Ushbu maqolada nima uchun issiq suv sovuq suvdan tezroq muzlashini ko'rib chiqamiz.

Isitilgan suv sovuq suvga qaraganda tezroq muzlaydi! Suvning bu hayratlanarli xususiyati, olimlar hali topa olmaydigan aniq tushuntirish qadim zamonlardan beri ma'lum. Masalan, Aristotelda ham qishki baliq ovining tavsifi bor: baliqchilar muzning teshiklariga qarmoqlarni kiritdilar va ular tezroq muzlashlari uchun muz ustiga iliq suv quydilar. Ushbu hodisaning nomi XX asrning 60-yillarida Erasto Mpemba sharafiga nomlangan. Mnemba muzqaymoq tayyorlash chog‘ida g‘alati effektni payqab qoldi va tushuntirish uchun fizika o‘qituvchisi, doktor Denis Osbornga murojaat qildi. Mpemba va doktor Osborn turli haroratlarda suv bilan tajriba o'tkazdilar va deyarli qaynoq suv xona haroratida suvga qaraganda ancha tez muzlay boshlaydi, degan xulosaga kelishdi. Boshqa olimlar o'zlarining tajribalarini o'tkazdilar va har safar shunga o'xshash natijalarga erishdilar.

Jismoniy hodisani tushuntirish

Nima uchun bu sodir bo'layotgani haqida umumiy qabul qilingan tushuntirish yo'q. Ko'pgina tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, bu suyuqlikning haddan tashqari sovishi bilan bog'liq bo'lib, uning harorati muzlashdan pastga tushganda sodir bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, agar suv 0 ° C dan past haroratda muzlasa, u holda o'ta sovutilgan suv, masalan, -2 ° C haroratga ega bo'lishi mumkin va muzga aylanmasdan hali ham suyuq bo'lib qoladi. Sovuq suvni muzlatib qo'ymoqchi bo'lsak, u avvaliga o'ta sovib ketishi va bir muncha vaqt o'tgach qattiqlashishi ehtimoli bor. Issiq suvda boshqa jarayonlar sodir bo'ladi. Uning muzga tezroq aylanishi konveksiya bilan bog'liq.

Konvektsiya- Bu suyuqlikning issiq pastki qatlamlari ko'tarilib, yuqori, sovutilganlari tushadigan jismoniy hodisa.

Nima uchun 82 gradusgacha qizdirilgan suv sovuq suvdan tezroq muzlaydi degan savol haqida hech o'ylab ko'rganmisiz? Ehtimol, yo'q, men sizni hech qachon savol tug'dirmaganiga aminman - qaysi suv tezroq muzlaydi yoki issiqmi?

Biroq, bu ajoyib kashfiyotni 1963 yilda oddiy afrikalik maktab o'quvchisi Erasto Mpemba qilgan. Bu qiziquvchan bolaning odatiy tajribasi edi, albatta, u o'zining ma'nosini to'g'ri talqin qila olmadi va bundan tashqari, butun dunyo olimlari 1966 yilgacha aniq va asosli xulosalar bera olmadilar. savolga javob - nima uchun issiq suv sovuqdan tezroq muzlaydi.

Nima uchun issiq suv 4 daraja Selsiyda muzlaydi va sovuq suv 0 da.

Sovuq suvda juda ko'p erigan kislorod mavjud, u suvning muzlash nuqtasini 0 darajada ushlab turadi. Agar suvdan kislorod olib tashlansa va suv qizdirilganda aynan shunday bo'lsa, havo pufakchalari suvda erigan bo'lsa, hozir aytish moda bo'lganidek, qulab tushsa, suv odatdagidek nol darajada muzga aylanmaydi. , va allaqachon 4 ° C da. Bu suvda erigan kislorod bo'lib, u suv molekulalari orasidagi bog'lanishni buzadi, suvning suyuq holatdan qattiq holatga o'tishiga to'sqinlik qiladi va shunchaki aylanadi.

Assalomu alaykum, aziz qiziqarli faktlarni sevuvchilar. Bugun biz bu haqda gaplashamiz. Ammo, menimcha, sarlavhada berilgan savol shunchaki bema'ni bo'lib tuyulishi mumkin - lekin har doim sinov tajribasini qat'iy belgilab qo'ymasdan, taniqli "sog'lom fikr" ga to'liq ishonish kerakmi? Keling, nima uchun issiq suv sovuq suvdan tezroq muzlashini tushunishga harakat qilaylik?

Tarixiy ma'lumotnoma

Sovuq va issiq suvni muzlatish masalasida "hamma narsa toza emas" Aristotelning asarlarida aytilganligi, keyin F. Bekon, R. Dekart va J. Blek tomonidan shunga o'xshash eslatmalar qilingan. Yaqin tarixda "Mpemba paradoksi" nomi bu ma'noga qo'shilgan - Tanganikalik maktab o'quvchisi Erasto Mpemba, xuddi shu savolni tashrif buyurgan fizika professoriga bergan.

Bolaning savoli noldan emas, balki oshxonada muzqaymoq aralashmalarini sovutish jarayonining sof shaxsiy kuzatuvlaridan kelib chiqdi. Albatta, u erda bo'lgan sinfdoshlar maktab o'qituvchisi bilan birga Mpemba ustidan kulishdi - ammo, professor D. Osbornning shaxsan o'tkazgan eksperimental tekshiruvidan so'ng, Erastoni masxara qilish istagi ulardan "bug'lanib ketdi". Bundan tashqari, Mpemba professor bilan birgalikda 1969 yilda "Fizika ta'limi" jurnalida ushbu ta'sirning batafsil tavsifini nashr etdi - va o'shandan beri yuqoridagi nom ilmiy adabiyotlarda mustahkamlangan.

Hodisaning mohiyati nimada?

Tajribani o'rnatish juda oddiy: boshqa shartlar teng bo'lganda, bir xil yupqa devorli idishlar sinovdan o'tkaziladi, ularda faqat haroratda farq qiluvchi qat'iy teng miqdordagi suv mavjud. Kemalar muzlatgichga yuklanadi, shundan so'ng ularning har birida muz hosil bo'lgunga qadar vaqt qayd etiladi. Paradoks shundaki, dastlab issiqroq suyuqlik bo'lgan idishda bu tezroq sodir bo'ladi.

Zamonaviy fizika buni qanday tushuntiradi?

Paradoksning universal izohi yo'q, chunki bir nechta parallel jarayonlar birgalikda davom etadi, ularning hissasi muayyan boshlang'ich sharoitlardan farq qilishi mumkin - lekin bir xil natija bilan:

• suyuqlikning super sovutish qobiliyati - dastlab sovuq suv hipotermiyaga ko'proq moyil bo'ladi, ya'ni. uning harorati muzlash nuqtasidan pastroq bo'lganda suyuq bo'lib qoladi
• tezlashtirilgan sovutish - issiq suvdan bug 'muz mikrokristallariga aylanadi, ular orqaga tushganda jarayonni tezlashtiradi va qo'shimcha "tashqi issiqlik almashinuvchisi" sifatida ishlaydi.
• izolyatsiya effekti - issiq suvdan farqli o'laroq, sovuq suv yuqoridan muzlaydi, bu esa konveksiya va radiatsiya orqali issiqlik uzatishning pasayishiga olib keladi.

Bir qator boshqa tushuntirishlar ham mavjud (oxirgi marta eng yaxshi gipoteza uchun tanlov Britaniya Qirollik Kimyo Jamiyati tomonidan yaqinda, 2012 yilda o'tkazilgan) - lekin hali ham kirish shartlari kombinatsiyasining barcha holatlari uchun aniq bir nazariya mavjud emas ...

1963 yilda tanzaniyalik Erasto Mpemba ismli maktab o'quvchisi o'qituvchisiga ahmoqona savol berdi - nega uning muzlatgichida iliq muzqaymoq sovuq muzqaymoqqa qaraganda tezroq muzlaydi?

Erasto Mpemba Tanzaniyadagi Magambin o'rta maktabida amaliy pazandalik ishlari bilan shug'ullanardi. U uyda muzqaymoq tayyorlashi kerak edi - sutni qaynatib, unda shakarni eritib, xona haroratiga qadar sovutib, keyin muzlatish uchun muzlatgichga qo'ying. Ko'rinishidan, Mpemba juda tirishqoq talaba emas edi va topshiriqning birinchi qismini kechiktirdi. Dars oxirigacha o‘z vaqtida kelmasligidan qo‘rqib, haligi issiq sutni muzlatgichga qo‘ydi. Ajablanarlisi shundaki, u ma'lum bir texnologiya bo'yicha tayyorlangan o'rtoqlarining sutidan ham erta muzlab qoldi.

U tushuntirish uchun fizika o'qituvchisiga murojaat qildi, lekin u talabaning ustidan kulib: "Bu dunyo fizikasi emas, balki Mpemba fizikasi". Shundan so'ng Mpemba nafaqat sut, balki oddiy suv bilan ham tajriba o'tkazdi.

Qanday bo'lmasin, u Mkvava o'rta maktabining talabasi bo'lganida, u Dar-es-Salamdagi universitet kolleji professori Dennis Osborndan (maktab direktori tomonidan talabalarga fizika bo'yicha ma'ruza o'qish uchun taklif qilingan) suv haqida so'radi: "Agar siz teng hajmdagi suvga ega ikkita bir xil idish, shunda ularning birida suv harorati 35 ° C, ikkinchisida - 100 ° C bo'ladi va ularni muzlatgichga qo'ying, keyin ikkinchisida suv tezroq muzlaydi. Nega?" Osborn bu masala bilan qiziqib qoldi va tez orada 1969 yilda Mpemba bilan birgalikda ular o'zlarining tajribalari natijalarini Physics Education jurnalida nashr etishdi. O'shandan beri ular kashf etgan effekt Mpemba effekti deb ataladi.

Nima uchun bu sodir bo'lishini bilmoqchimisiz? Bir necha yil oldin olimlar bu hodisani tushuntirishga muvaffaq bo'lishdi ...

Mpemba effekti (Mpemba Paradoksi) paradoks bo'lib, ma'lum sharoitlarda issiq suv sovuq suvdan tezroq muzlaydi, garchi u muzlash jarayonida sovuq suv haroratidan o'tishi kerak. Bu paradoks odatiy g'oyalarga zid bo'lgan eksperimental fakt bo'lib, unga ko'ra, xuddi shu sharoitda, issiqroq jismga bir xil haroratgacha sovish uchun sovuqroq tanaga qaraganda ma'lum bir haroratgacha sovish uchun ko'proq vaqt kerak bo'ladi.

Bu hodisani o'sha paytda Aristotel, Frensis Bekon va Rene Dekart payqashgan. Hozirgacha hech kim bu g'alati ta'sirni qanday tushuntirishni aniq bilmaydi. Olimlar ko'p bo'lsa-da, bitta versiyaga ega emaslar. Hammasi issiq va sovuq suvning xossalaridagi farq haqida, lekin bu holatda qaysi xususiyatlar muhim rol o'ynashi hali aniq emas: o'ta sovutish, bug'lanish, muz hosil bo'lish, konveksiya yoki suyultirilgan gazlarning suvga ta'siri. turli haroratlar. Mpemba effektining paradoksi shundaki, tananing atrof-muhit haroratiga qadar sovishi vaqti bu tana va atrof-muhit o'rtasidagi harorat farqiga mutanosib bo'lishi kerak. Bu qonun Nyuton tomonidan o'rnatilgan va shundan beri amalda ko'p marta tasdiqlangan. Xuddi shu ta'sirda, 100 ° C da suv 35 ° C da bir xil miqdordagi suvdan 0 ° C gacha tezroq soviydi.

O'shandan beri turli xil versiyalar ifodalangan, ulardan biri quyidagicha edi: issiq suvning bir qismi dastlab oddiygina bug'lanadi, keyin esa kichikroq miqdor qolganda, suv tezroq qattiqlashadi. Ushbu versiya, soddaligi tufayli, eng mashhur bo'ldi, ammo olimlar to'liq qoniqmadi.

Hozirda Singapurdagi Nanyang texnologiya universitetining kimyogar Si Chjan boshchiligidagi tadqiqotchilar guruhi nega iliq suv sovuq suvdan tezroq muzlashi haqidagi asriy sirni yechganini aytishdi. Xitoylik mutaxassislar aniqlaganidek, buning siri suv molekulalari orasidagi vodorod aloqalarida saqlanadigan energiya miqdorida.

Ma'lumki, suv molekulalari bir kislorod atomi va ikkita vodorod atomidan iborat bo'lib, ular zarracha darajasida elektron almashinuviga o'xshaydi. Yana bir taniqli fakt shundaki, vodorod atomlari qo'shni molekulalardan kislorod atomlariga tortiladi - vodorod aloqalari hosil bo'ladi.

Shu bilan birga, suv molekulalari umuman bir-birini itaradi. Singapurlik olimlar suv qanchalik issiq bo'lsa, itarish kuchlari ortishi tufayli suyuqlik molekulalari orasidagi masofa shunchalik katta bo'lishini payqashdi. Natijada, vodorod aloqalari cho'ziladi va shuning uchun ko'proq energiya saqlanadi. Bu energiya suv soviganida chiqariladi - molekulalar bir-biriga yaqinlashadi. Va energiyaning qaytishi, siz bilganingizdek, sovutish demakdir.

Mana, olimlar tomonidan ilgari surilgan farazlar:

Bug'lanish

Issiq suv idishdan tezroq bug'lanadi va shu bilan uning hajmini pasaytiradi va bir xil haroratga ega bo'lgan kichikroq suv tezroq muzlaydi. 100°C gacha qizdirilgan suv 0°C gacha sovutilganda oʻz massasining 16% ni yoʻqotadi. Bug'lanish effekti ikki tomonlama ta'sirga ega. Birinchidan, sovutish uchun zarur bo'lgan suv massasi kamayadi. Va ikkinchidan, bug'lanish tufayli uning harorati pasayadi.

harorat farqi

Issiq suv va sovuq havo o'rtasidagi harorat farqi kattaroq bo'lganligi sababli, bu holda issiqlik uzatish yanada qizg'in va issiq suv tezroq soviydi.

gipotermiya
Suv 0 ° C dan past sovutilganda, u har doim ham muzlamaydi. Muayyan sharoitlarda u muzlash nuqtasidan past haroratlarda suyuq holatda qolishda davom etar ekan, o'ta sovib ketishi mumkin. Ba'zi hollarda suv -20 ° C da ham suyuq bo'lib qolishi mumkin. Bu ta'sirning sababi shundaki, birinchi muz kristallari shakllana boshlashi uchun kristall hosil bo'lish markazlari kerak. Agar ular suyuq suvda bo'lmasa, u holda kristallar o'z-o'zidan paydo bo'ladigan harorat etarli darajada pasayguncha super sovutish davom etadi. Ular haddan tashqari sovutilgan suyuqlikda shakllana boshlaganda, ular tezroq o'sishni boshlaydilar va muzni hosil qilish uchun muzlab qoladigan muzli shilimshiqni hosil qiladilar. Issiq suv gipotermiyaga eng ko'p ta'sir qiladi, chunki uni isitish erigan gazlar va pufakchalarni yo'q qiladi, bu esa o'z navbatida muz kristallarini shakllantirish markazlari bo'lib xizmat qilishi mumkin. Nima uchun hipotermiya issiq suvning tezroq muzlashiga olib keladi? Haddan tashqari sovutilmagan sovuq suvda, uning yuzasida yupqa muz qatlami hosil bo'ladi, bu suv va sovuq havo o'rtasida izolyator vazifasini bajaradi va shu bilan keyingi bug'lanishni oldini oladi. Bu holda muz kristallarining hosil bo'lish tezligi kamroq bo'ladi. Issiq suvda to'g'ridan-to'g'ri sovutish holatida, to'liq sovutilgan suv muzning himoya sirt qatlamiga ega emas. Shuning uchun u ochiq tepa orqali issiqlikni tezroq yo'qotadi. Supercooling jarayoni tugagach va suv muzlaganda, ko'proq issiqlik yo'qoladi va shuning uchun ko'proq muz hosil bo'ladi. Ushbu ta'sirning ko'plab tadqiqotchilari gipotermiyani Mpemba effekti holatida asosiy omil deb bilishadi.
Konvektsiya

Sovuq suv yuqoridan muzlay boshlaydi, shu bilan issiqlik radiatsiyasi va konvektsiya jarayonlarini yomonlashtiradi va shuning uchun issiqlik yo'qoladi, issiq suv esa pastdan muzlay boshlaydi. Bu ta'sir suv zichligidagi anomaliya bilan izohlanadi. Suv 4 ° C da maksimal zichlikka ega. Agar siz suvni 4 ° C ga sovutib, uni pastroq haroratli muhitga qo'ysangiz, suvning sirt qatlami tezroq muzlaydi. Bu suv 4°C da suvga nisbatan zichroq boʻlgani uchun u sirtda qolib, yupqa sovuq qatlam hosil qiladi. Bunday sharoitda qisqa vaqt ichida suv yuzasida yupqa muz qatlami hosil bo'ladi, lekin bu muz qatlami 4 ° S da qoladigan suvning pastki qatlamlarini himoya qiluvchi izolyator bo'lib xizmat qiladi. Shuning uchun keyingi sovutish jarayoni sekinroq bo'ladi. Issiq suv bo'lsa, vaziyat butunlay boshqacha. Suvning sirt qatlami bug'lanish va katta harorat farqlari tufayli tezroq soviydi. Bundan tashqari, sovuq suv qatlamlari issiq suv qatlamlariga qaraganda zichroqdir, shuning uchun sovuq suv qatlami pastga tushib, iliq suv qatlamini yuzaga ko'taradi. Suvning bunday aylanishi haroratning tez pasayishini ta'minlaydi. Lekin nima uchun bu jarayon muvozanat nuqtasiga etib bormaydi? Mpemba effektini konvektsiya nuqtai nazaridan tushuntirish uchun, suvning sovuq va issiq qatlamlari ajralib turadi va o'rtacha suv harorati 4 ° C dan pastga tushgandan keyin konveksiya jarayonining o'zi davom etadi deb taxmin qilinadi. Biroq, sovuq va issiq suv qatlamlari konveksiya bilan ajratilganligi haqidagi bu farazni tasdiqlovchi eksperimental dalillar yo'q.

suvda erigan gazlar

Suvda doimo erigan gazlar - kislorod va karbonat angidrid mavjud. Bu gazlar suvning muzlash nuqtasini pasaytirish qobiliyatiga ega. Suv qizdirilganda, bu gazlar suvdan ajralib chiqadi, chunki ularning yuqori haroratda suvda eruvchanligi past bo'ladi. Shuning uchun, issiq suv sovutilganda, undagi erigan gazlar har doim isitilmaydigan sovuq suvga qaraganda kamroq bo'ladi. Shuning uchun isitiladigan suvning muzlash nuqtasi yuqoriroq va u tezroq muzlaydi. Bu omil ba'zan Mpemba effektini tushuntirishda asosiy omil hisoblanadi, garchi bu faktni tasdiqlovchi eksperimental ma'lumotlar yo'q.

Issiqlik o'tkazuvchanligi

Sovutgich muzlatgichiga suv kichik idishlarda joylashtirilganda bu mexanizm muhim rol o'ynashi mumkin. Bunday sharoitda, issiq suvli idish ostidagi muzlatgichning muzini eritishi va shu bilan muzlatgich devori bilan issiqlik aloqasini va issiqlik o'tkazuvchanligini yaxshilashi kuzatilgan. Natijada, issiq suv idishidan issiqlik sovuqdan tezroq chiqariladi. O'z navbatida, sovuq suvli idish uning ostidagi qorni eritmaydi. Bularning barchasi (shuningdek, boshqa) shartlar ko'plab tajribalarda o'rganilgan, ammo ularning qaysi biri Mpemba effektining 100% takrorlanishini ta'minlaydigan savolga aniq javob olinmagan. Masalan, 1995 yilda nemis fizigi David Auerbax suvning haddan tashqari sovishining bu ta'sirga ta'sirini o'rganib chiqdi. U haddan tashqari sovutilgan holatga kelgan issiq suv sovuq suvga qaraganda yuqori haroratda muzlashini va shuning uchun ikkinchisidan tezroq muzlashini aniqladi. Ammo sovuq suv issiq suvga qaraganda tezroq sovutilgan holatga etadi va shu bilan oldingi kechikishni qoplaydi. Bundan tashqari, Auerbachning natijalari issiq suv kamroq kristallanish markazlari tufayli ko'proq super sovutishga erisha oladigan oldingi ma'lumotlarga zid edi. Suv qizdirilganda undan erigan gazlar chiqariladi, qaynatilganda esa unda erigan ba'zi tuzlar cho'kadi. Hozircha faqat bitta narsani ta'kidlash mumkin - bu ta'sirning ko'payishi tajriba o'tkaziladigan sharoitlarga bog'liq. To'g'ri, chunki u har doim ham takrorlanmaydi.

Va bu erda eng mumkin bo'lgan sabab.

Kimyogarlar arXiv.org preprint saytida topish mumkin bo'lgan maqolalarida yozganidek, vodorod aloqalari sovuq suvga qaraganda issiq suvda kuchliroq cho'ziladi. Shunday qilib, issiq suvning vodorod aloqalarida ko'proq energiya to'planganligi ma'lum bo'ldi, ya'ni noldan past haroratgacha sovutilganda uning ko'proq qismi ajralib chiqadi. Shu sababli, muzlatish tezroq bo'ladi.

Bugungi kunga qadar olimlar bu topishmoqni faqat nazariy jihatdan hal qilishdi. Ular o'z versiyalarining ishonchli dalillarini taqdim etganda, nima uchun issiq suv sovuq suvdan tezroq muzlaydi degan savol yopiq deb hisoblanishi mumkin.

Britaniya Qirollik Kimyo Jamiyati nega ayrim hollarda issiq suv sovuq suvdan tezroq muzlashini ilmiy asosda tushuntira olgan har bir kishiga 1000 funt sterling miqdorida mukofot taklif qiladi.

“Zamonaviy ilm-fan haligacha bu oddiy tuyulgan savolga javob bera olmaydi. Muzqaymoq ishlab chiqaruvchilar va barmenlar bu ta'sirni kundalik ishlarida qo'llashadi, ammo bu nima uchun ishlashini hech kim bilmaydi. Bu muammo ming yillar davomida ma'lum bo'lgan, Aristotel va Dekart kabi faylasuflar bu haqda o'ylashgan", dedi Britaniya Qirollik Kimyo Jamiyati prezidenti, professor Devid Filips jamiyatning press-relizida.

Afrikalik oshpaz britaniyalik fizika professorini qanday kaltaklagan

Bu aprel hazillari emas, balki qattiq jismoniy haqiqat. Galaktikalar va qora tuynuklar bilan oson ishlayotgan, kvark va bozonlarni qidirish uchun ulkan tezlatgichlar quradigan bugungi fan elementar suvning qanday “ishlashini” tushuntirib bera olmaydi. Maktab darsligida sovuq jismni sovutishdan ko'ra issiq jismni sovutish uchun ko'proq vaqt kerakligi aniq aytilgan. Ammo suv uchun bu qonun har doim ham kuzatilmaydi. Miloddan avvalgi IV asrda Aristotel bu paradoksga e'tibor qaratgan. e. Qadimgi yunon "Meteorologica I" kitobida shunday yozgan: "Suvning oldindan qizdirilishi uning muzlashiga yordam beradi. Shuning uchun, ko'p odamlar issiq suvni tezda sovutmoqchi bo'lganlarida, avval uni quyoshga qo'yishadi ... "O'rta asrlarda Frensis Bekon va Rene Dekart bu hodisani tushuntirishga harakat qilishdi. Afsuski, na buyuk faylasuflar, na klassik termal fizikani ishlab chiqqan ko'plab olimlar bunga erisha olishmadi va shuning uchun bunday noqulay fakt uzoq vaqt davomida "unutilgan".

Va faqat 1968 yilda ular tanzaniyalik maktab o'quvchisi Erasto Mpemba tufayli hech qanday fandan uzoqda "esladilar". 1963 yilda oshpazlik maktabida o'qiyotganda, 13 yoshli Mpembega muzqaymoq tayyorlash topshirig'i beriladi. Texnologiyaga ko'ra, sutni qaynatish, undagi shakarni eritib, xona haroratiga qadar sovutish va keyin muzlatish uchun muzlatgichga qo'yish kerak edi. Ko'rinishidan, Mpemba tirishqoq talaba emas edi va ikkilanib qoldi. Dars oxirigacha vaqtida kelmasligidan qo‘rqib, hali ham issiq sutni muzlatgichga qo‘ydi. Ajablanarlisi shundaki, u barcha qoidalarga muvofiq tayyorlangan o'rtoqlarining sutidan ham erta muzlab qoldi.

Mpemba o‘z kashfiyotini fizika o‘qituvchisi bilan o‘rtoqlashganida, u butun sinf oldida uni masxara qildi. Mpemba haqoratni esladi. Besh yil o'tgach, u Dar es-Salam universitetida talaba bo'lib, mashhur fizik Denis G. Osbornning ma'ruzasida edi. Ma'ruzadan so'ng u olimga savol berdi: "Agar siz bir xil miqdorda suv bo'lgan ikkita bir xil idishni olsangiz, biri 35 ° C (95 ° F), ikkinchisi 100 ° C (212 ° F) da, va qo'ying. ularni muzlatgichda, keyin issiq idishdagi suv tezroq muzlaydi. Nega?" Britaniyalik professorning Tanzaniyadan kelgan bir yigitning savoliga qanday munosabatda bo'lishini tasavvur qilishingiz mumkin. U talabani masxara qildi. Biroq, Mpemba bunday javobga tayyor edi va olimni pul tikishga chaqirdi. Ularning bahsi eksperimental sinov bilan yakunlandi, bu Mpembaning haqligini va Osbornning mag'lub bo'lganini isbotladi. Shunday qilib, oshpaz talaba o'z ismini fan tarixiga yozdi va bundan buyon bu hodisa "Mpemba effekti" deb nomlanadi. Uni tashlab yuborish, go'yo "yo'q" ishlamayapti deb e'lon qilish. Bu hodisa mavjud va shoir yozganidek, "oyoq bilan tishda emas".

Chang zarralari va erigan moddalar aybdormi?

Yillar davomida ko'pchilik muzlagan suv sirini ochishga harakat qildi. Ushbu hodisa uchun bir qator tushuntirishlar taklif qilingan: bug'lanish, konveksiya, erigan moddalarning ta'siri - ammo bu omillarning hech birini aniq deb hisoblash mumkin emas. Bir qator olimlar butun hayotini Mpemba effektiga bag'ishladilar. Nyu-York shtat universitetining radiatsiyaviy xavfsizlik bo'limi a'zosi Jeyms Braunrij o'n yildan ortiq vaqtdan beri bo'sh vaqtida paradoksni o'rganmoqda. Yuzlab tajribalar o'tkazgandan so'ng, olim gipotermiyaning "aybdorligi" haqida dalillarga ega ekanligini ta'kidlaydi. Braunrijning tushuntirishicha, 0 ° C da suv faqat o'ta soviydi va harorat pastga tushganda muzlay boshlaydi. Muzlash nuqtasi suvdagi aralashmalar bilan tartibga solinadi - ular muz kristallarining hosil bo'lish tezligini o'zgartiradi. Nopokliklar, bular chang zarralari, bakteriyalar va erigan tuzlar, kristallanish markazlari atrofida muz kristallari hosil bo'lganda, o'ziga xos yadrolanish haroratiga ega. Suvda bir vaqtning o'zida bir nechta element mavjud bo'lganda, muzlash nuqtasi eng yuqori yadrolanish haroratiga ega bo'lgan element bilan belgilanadi.

Tajriba uchun Braunrij bir xil haroratdagi ikkita suv namunasini oldi va ularni muzlatgichga qo'ydi. U namunalardan biri har doim boshqasidan oldin muzlashini aniqladi - bu, ehtimol, aralashmalarning turli kombinatsiyasi tufayli.

Braunrijning ta'kidlashicha, issiq suv suv va muzlatgich o'rtasidagi katta harorat farqi tufayli tezroq soviydi - bu sovuq suvning tabiiy muzlash nuqtasiga, ya'ni kamida 5 ° C pastroq bo'lishidan oldin uning muzlash nuqtasiga erishishga yordam beradi.

Biroq, Braunrijning fikri ko'p savollar tug'diradi. Shu sababli, Mpemba effektini o'ziga xos tarzda tushuntira oladiganlar Britaniya Qirollik Kimyo Jamiyatidan ming funt sterling uchun raqobatlashish imkoniyatiga ega.