వీడియో: ఏ నీరు వేగంగా ఘనీభవిస్తుంది - వేడి లేదా చల్లగా. చల్లని నీటి కంటే వేడి నీరు ఎందుకు వేగంగా గడ్డకడుతుంది?

Mpemba ప్రభావం లేదా చల్లటి నీటి కంటే వేడి నీరు ఎందుకు వేగంగా గడ్డకడుతుంది? Mpemba ప్రభావం (Mpemba పారడాక్స్) అనేది ఒక వైరుధ్యం, ఇది కొన్ని పరిస్థితులలో వేడి నీరు చల్లటి నీటి కంటే వేగంగా ఘనీభవిస్తుంది, అయినప్పటికీ అది గడ్డకట్టే ప్రక్రియలో చల్లని నీటి ఉష్ణోగ్రతను దాటాలి. ఈ పారడాక్స్ అనేది సాధారణ ఆలోచనలకు విరుద్ధమైన ప్రయోగాత్మక వాస్తవం, దీని ప్రకారం, అదే పరిస్థితుల్లో, వేడిగా ఉన్న శరీరానికి అదే ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరచడానికి చల్లని శరీరం కంటే ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరచడానికి ఎక్కువ సమయం అవసరం. ఈ దృగ్విషయాన్ని ఆ సమయంలో అరిస్టాటిల్, ఫ్రాన్సిస్ బేకన్ మరియు రెనే డెస్కార్టెస్ గుర్తించారు, అయితే 1963లో మాత్రమే, టాంజానియా పాఠశాల విద్యార్థి ఎరాస్టో మ్పెంబా వేడి ఐస్ క్రీం మిశ్రమం చల్లగా ఉన్నదానికంటే వేగంగా గడ్డకట్టడాన్ని కనుగొన్నాడు. ఎరాస్టో మ్పెంబా టాంజానియాలోని మగాంబిన్ హై స్కూల్‌లో ప్రాక్టికల్ వంట పని చేస్తున్న విద్యార్థి. అతను ఇంట్లో ఐస్ క్రీం తయారు చేయాల్సి వచ్చింది - పాలు ఉడకబెట్టి, అందులో చక్కెరను కరిగించి, గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరుస్తుంది, ఆపై స్తంభింపచేయడానికి రిఫ్రిజిరేటర్లో ఉంచండి. స్పష్టంగా, Mpemba ప్రత్యేక శ్రద్ధగల విద్యార్థి కాదు మరియు అసైన్‌మెంట్ యొక్క మొదటి భాగాన్ని వాయిదా వేసింది. పాఠం ముగిసే సమయానికి అతను లేడనే భయంతో, అతను ఇప్పటికీ వేడి పాలను రిఫ్రిజిరేటర్‌లో ఉంచాడు. అతని ఆశ్చర్యానికి, ఇది అతని సహచరుల పాలు కంటే ముందుగానే స్తంభింపజేసింది, ఇచ్చిన సాంకేతికత ప్రకారం తయారు చేయబడింది. ఆ తరువాత, ఎంపెంబా పాలతో మాత్రమే కాకుండా, సాధారణ నీటితో కూడా ప్రయోగాలు చేసింది. ఏది ఏమైనప్పటికీ, అప్పటికే Mkvava ఉన్నత పాఠశాలలో విద్యార్థిగా ఉన్నందున, అతను దార్ ఎస్ సలామ్‌లోని విశ్వవిద్యాలయ కళాశాల నుండి ప్రొఫెసర్ డెన్నిస్ ఓస్బోర్న్‌ను నీటి గురించి అడిగాడు (విద్యార్థులకు భౌతికశాస్త్రంపై ఉపన్యాసం ఇవ్వడానికి పాఠశాల డైరెక్టర్ ఆహ్వానించారు): "ఒకవేళ మీరు సమాన వాల్యూమ్‌ల నీటితో రెండు సారూప్య కంటైనర్‌లను తీసుకుంటారు, తద్వారా వాటిలో ఒకదానిలో నీటి ఉష్ణోగ్రత 35 ° C, మరియు మరొకటి - 100 ° C మరియు ఫ్రీజర్‌లో ఉంచండి, ఆపై రెండవది నీరు స్తంభింపజేస్తుంది. వేగంగా. ఎందుకు? ఒస్బోర్న్ ఈ సమస్యపై ఆసక్తి కనబరిచాడు మరియు త్వరలో 1969లో, Mpembaతో కలిసి, వారు తమ ప్రయోగాల ఫలితాలను "ఫిజిక్స్ ఎడ్యుకేషన్" జర్నల్‌లో ప్రచురించారు. అప్పటి నుండి, వారు కనుగొన్న ప్రభావాన్ని Mpemba ప్రభావం అని పిలుస్తారు. ఇప్పటి వరకు, ఈ వింత ప్రభావాన్ని ఎలా వివరించాలో ఎవరికీ తెలియదు. చాలా మంది ఉన్నప్పటికీ శాస్త్రవేత్తలకు ఒకే సంస్కరణ లేదు. ఇది వేడి మరియు చల్లటి నీటి లక్షణాలలో వ్యత్యాసానికి సంబంధించినది, అయితే ఈ సందర్భంలో ఏ లక్షణాలు పాత్ర పోషిస్తాయో ఇంకా స్పష్టంగా తెలియలేదు: సూపర్ కూలింగ్, బాష్పీభవనం, మంచు ఏర్పడటం, ఉష్ణప్రసరణ లేదా నీటిపై ద్రవీకృత వాయువుల ప్రభావం వివిధ ఉష్ణోగ్రతలు. Mpemba ప్రభావం యొక్క వైరుధ్యం ఏమిటంటే, శరీరం పరిసర ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబడే సమయం ఈ శరీరం మరియు పర్యావరణం మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసానికి అనులోమానుపాతంలో ఉండాలి. ఈ చట్టం న్యూటన్ చేత స్థాపించబడింది మరియు అప్పటి నుండి ఆచరణలో అనేక సార్లు ధృవీకరించబడింది. అదే ప్రభావంలో, 100°C వద్ద ఉన్న నీరు 35°C వద్ద అదే నీటి పరిమాణం కంటే 0°Cకి వేగంగా చల్లబడుతుంది. అయినప్పటికీ, ఇది ఇంకా పారడాక్స్‌ను సూచించలేదు, ఎందుకంటే తెలిసిన భౌతికశాస్త్రంలో కూడా Mpemba ప్రభావం వివరించబడుతుంది. Mpemba ప్రభావం కోసం ఇక్కడ కొన్ని వివరణలు ఉన్నాయి: బాష్పీభవనం ఒక కంటైనర్ నుండి వేడి నీరు వేగంగా ఆవిరైపోతుంది, తద్వారా దాని వాల్యూమ్‌ను తగ్గిస్తుంది మరియు అదే ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న నీటి పరిమాణం వేగంగా గడ్డకడుతుంది. 100 C వరకు వేడి చేయబడిన నీరు 0 Cకి చల్లబడినప్పుడు దాని ద్రవ్యరాశిలో 16% కోల్పోతుంది. బాష్పీభవన ప్రభావం డబుల్ ఎఫెక్ట్. మొదట, శీతలీకరణకు అవసరమైన నీటి ద్రవ్యరాశి తగ్గుతుంది. మరియు రెండవది, నీటి దశ నుండి ఆవిరి దశకు పరివర్తన యొక్క బాష్పీభవన వేడి తగ్గుతుంది అనే వాస్తవం కారణంగా ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది. ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం వేడి నీరు మరియు చల్లని గాలి మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం ఎక్కువగా ఉంటుంది - అందువల్ల ఈ సందర్భంలో ఉష్ణ మార్పిడి మరింత తీవ్రంగా ఉంటుంది మరియు వేడి నీరు వేగంగా చల్లబడుతుంది. ఉపశీతలీకరణ నీరు 0 C కంటే తక్కువగా చల్లబడినప్పుడు, అది ఎల్లప్పుడూ స్తంభింపజేయదు. కొన్ని పరిస్థితులలో, ఘనీభవన స్థానం కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ద్రవంగా కొనసాగుతూనే అది సూపర్ కూలింగ్‌కు లోనవుతుంది. కొన్ని సందర్భాల్లో, -20 C ఉష్ణోగ్రత వద్ద కూడా నీరు ద్రవంగా ఉంటుంది. ఈ ప్రభావానికి కారణం ఏమిటంటే, మొదటి మంచు స్ఫటికాలు ఏర్పడటానికి, క్రిస్టల్ ఏర్పడే కేంద్రాలు అవసరం. అవి ద్రవ నీటిలో లేకుంటే, స్ఫటికాలు ఆకస్మికంగా ఏర్పడటం ప్రారంభించేంత వరకు ఉష్ణోగ్రత తగ్గే వరకు సూపర్ కూలింగ్ కొనసాగుతుంది. అవి సూపర్ కూల్డ్ లిక్విడ్‌లో ఏర్పడటం ప్రారంభించినప్పుడు, అవి వేగంగా పెరగడం ప్రారంభిస్తాయి, మంచు స్లష్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, అది మంచును ఏర్పరుస్తుంది. వేడి నీరు అల్పోష్ణస్థితికి ఎక్కువగా గురవుతుంది, ఎందుకంటే దానిని వేడి చేయడం వలన కరిగిన వాయువులు మరియు బుడగలు తొలగిపోతాయి, ఇవి మంచు స్ఫటికాలు ఏర్పడటానికి కేంద్రాలుగా ఉపయోగపడతాయి. ఎందుకు అల్పోష్ణస్థితి వేడి నీటిని వేగంగా గడ్డకట్టేలా చేస్తుంది? చల్లటి నీటి విషయంలో, ఇది సూపర్ కూల్ చేయబడదు, ఈ క్రింది విధంగా జరుగుతుంది. ఈ సందర్భంలో, ఓడ యొక్క ఉపరితలంపై మంచు యొక్క పలుచని పొర ఏర్పడుతుంది. ఈ మంచు పొర నీరు మరియు చల్లని గాలి మధ్య అవాహకం వలె పని చేస్తుంది మరియు మరింత బాష్పీభవనాన్ని నిరోధిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో మంచు స్ఫటికాలు ఏర్పడే రేటు తక్కువగా ఉంటుంది. సబ్‌కూలింగ్‌కు గురైన వేడి నీటి విషయంలో, సబ్‌కూల్డ్ నీటిలో మంచు యొక్క రక్షిత ఉపరితల పొర ఉండదు. అందువల్ల, ఓపెన్ టాప్ ద్వారా చాలా వేగంగా వేడిని కోల్పోతుంది. సూపర్ కూలింగ్ ప్రక్రియ ముగిసినప్పుడు మరియు నీరు గడ్డకట్టినప్పుడు, ఎక్కువ వేడిని కోల్పోతారు మరియు అందువల్ల ఎక్కువ మంచు ఏర్పడుతుంది. ఈ ప్రభావానికి సంబంధించిన చాలా మంది పరిశోధకులు మ్పెంబా ప్రభావం విషయంలో అల్పోష్ణస్థితిని ప్రధాన కారకంగా భావిస్తారు. ఉష్ణప్రసరణ చల్లటి నీరు పై నుండి గడ్డకట్టడం ప్రారంభమవుతుంది, తద్వారా ఉష్ణ వికిరణం మరియు ఉష్ణప్రసరణ ప్రక్రియలు మరింత దిగజారిపోతాయి మరియు అందువల్ల వేడిని కోల్పోతుంది, అయితే వేడి నీరు దిగువ నుండి గడ్డకట్టడం ప్రారంభమవుతుంది. ఈ ప్రభావం నీటి సాంద్రతలో క్రమరాహిత్యం ద్వారా వివరించబడింది. నీటి గరిష్ట సాంద్రత 4 C వద్ద ఉంటుంది. మీరు నీటిని 4 Cకి చల్లబరిచి, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచినట్లయితే, నీటి ఉపరితల పొర వేగంగా గడ్డకడుతుంది. ఈ నీరు 4 ° C వద్ద నీటి కంటే తక్కువ సాంద్రత కలిగి ఉన్నందున, ఇది ఉపరితలంపై ఉండి, సన్నని శీతల పొరను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ పరిస్థితులలో, నీటి ఉపరితలంపై కొద్దిసేపు మంచు యొక్క పలుచని పొర ఏర్పడుతుంది, అయితే ఈ మంచు పొర నీటి దిగువ పొరలను రక్షించే అవాహకం వలె పనిచేస్తుంది, ఇది 4 C ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంటుంది. , మరింత శీతలీకరణ నెమ్మదిగా ఉంటుంది. వేడి నీటి విషయంలో, పరిస్థితి పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటుంది. బాష్పీభవనం మరియు ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కారణంగా నీటి ఉపరితల పొర మరింత త్వరగా చల్లబడుతుంది. అలాగే, చల్లటి నీటి పొరలు వేడి నీటి పొరల కంటే దట్టంగా ఉంటాయి, కాబట్టి చల్లటి నీటి పొర క్రిందికి మునిగిపోతుంది, వెచ్చని నీటి పొరను ఉపరితలంపైకి ఎత్తండి. ఈ నీటి ప్రసరణ ఉష్ణోగ్రతలో వేగంగా తగ్గుదలని నిర్ధారిస్తుంది. అయితే ఈ ప్రక్రియ ఎందుకు సమతౌల్య స్థితికి చేరుకోలేదు? ఉష్ణప్రసరణ యొక్క ఈ దృక్కోణం నుండి Mpemba ప్రభావాన్ని వివరించడానికి, నీటి యొక్క చల్లని మరియు వేడి పొరలు వేరు చేయబడి, సగటు నీటి ఉష్ణోగ్రత 4 C కంటే తక్కువగా పడిపోయిన తర్వాత ఉష్ణప్రసరణ ప్రక్రియ కొనసాగుతుందని భావించబడుతుంది. అయితే, ప్రయోగాత్మక డేటా లేదు. ఇది ఈ పరికల్పనను నిర్ధారిస్తుంది, చల్లని మరియు వేడి నీటి పొరలు ఉష్ణప్రసరణ ద్వారా వేరు చేయబడతాయి. నీటిలో కరిగిన వాయువులు ఎల్లప్పుడూ దానిలో కరిగిన వాయువులను కలిగి ఉంటాయి - ఆక్సిజన్ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్. ఈ వాయువులు నీటి ఘనీభవన బిందువును తగ్గించగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. నీటిని వేడి చేసినప్పుడు, ఈ వాయువులు నీటి నుండి విడుదలవుతాయి ఎందుకంటే అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద నీటిలో వాటి ద్రావణీయత తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, వేడి నీటిని చల్లబరిచినప్పుడు, వేడి చేయని చల్లని నీటిలో కంటే దానిలో కరిగిన వాయువులు ఎల్లప్పుడూ తక్కువగా ఉంటాయి. అందువల్ల, వేడిచేసిన నీటి ఘనీభవన స్థానం ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు అది వేగంగా ఘనీభవిస్తుంది. ఈ అంశం కొన్నిసార్లు Mpemba ప్రభావాన్ని వివరించడంలో ప్రధానమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది, అయినప్పటికీ ఈ వాస్తవాన్ని నిర్ధారించే ప్రయోగాత్మక డేటా లేదు. థర్మల్ కండక్టివిటీ నీటిని చిన్న కంటైనర్లలో ఫ్రీజర్ రిఫ్రిజిరేటర్‌లో ఉంచినప్పుడు ఈ యంత్రాంగం ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. ఈ పరిస్థితులలో, వేడి నీటితో ఉన్న కంటైనర్ దాని కింద ఉన్న ఫ్రీజర్ యొక్క మంచును కరుగుతుంది, తద్వారా ఫ్రీజర్ యొక్క గోడ మరియు ఉష్ణ వాహకతతో ఉష్ణ సంబంధాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. తత్ఫలితంగా, వేడి నీటి కంటైనర్ నుండి వేడి చల్లని నుండి వేగంగా తొలగించబడుతుంది. ప్రతిగా, చల్లటి నీటితో ఉన్న కంటైనర్ దాని కింద మంచు కరగదు. ఈ (అలాగే ఇతర) పరిస్థితులన్నీ అనేక ప్రయోగాలలో అధ్యయనం చేయబడ్డాయి, అయితే ప్రశ్నకు నిస్సందేహమైన సమాధానం - వాటిలో ఏది Mpemba ప్రభావం యొక్క 100% పునరుత్పత్తిని అందిస్తుంది - పొందబడలేదు. కాబట్టి, ఉదాహరణకు, 1995 లో, జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త డేవిడ్ ఔర్‌బాచ్ ఈ ప్రభావంపై నీటి సూపర్ కూలింగ్ ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేశారు. వేడి నీరు, ఒక సూపర్ కూల్డ్ స్థితికి చేరుకుంటుంది, చల్లని నీటి కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఘనీభవిస్తుంది మరియు అందుచేత రెండో దాని కంటే వేగంగా ఉంటుందని అతను కనుగొన్నాడు. కానీ చల్లని నీరు వేడి నీటి కంటే వేగంగా సూపర్ కూల్డ్ స్థితికి చేరుకుంటుంది, తద్వారా మునుపటి లాగ్‌ను భర్తీ చేస్తుంది. అదనంగా, Auerbach ఫలితాలు తక్కువ స్ఫటికీకరణ కేంద్రాల కారణంగా వేడి నీరు మరింత సూపర్ కూలింగ్‌ను సాధించగలదని మునుపటి డేటాకు విరుద్ధంగా ఉన్నాయి. నీటిని వేడి చేసినప్పుడు, దానిలో కరిగిన వాయువులు దాని నుండి తీసివేయబడతాయి మరియు ఉడకబెట్టినప్పుడు, దానిలో కరిగిన కొన్ని లవణాలు అవక్షేపించబడతాయి. ఇప్పటివరకు, ఒక విషయం మాత్రమే నొక్కి చెప్పవచ్చు - ఈ ప్రభావం యొక్క పునరుత్పత్తి తప్పనిసరిగా ప్రయోగం నిర్వహించబడే పరిస్థితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఖచ్చితంగా ఎందుకంటే ఇది ఎల్లప్పుడూ పునరుత్పత్తి చేయబడదు. O. V. మోసిన్

Mpemba ప్రభావం(Mpemba పారడాక్స్) - కొన్ని పరిస్థితులలో వేడి నీరు చల్లటి నీటి కంటే వేగంగా ఘనీభవిస్తుంది, అయినప్పటికీ అది గడ్డకట్టే ప్రక్రియలో చల్లని నీటి ఉష్ణోగ్రతను దాటాలి. ఈ పారడాక్స్ అనేది సాధారణ ఆలోచనలకు విరుద్ధమైన ప్రయోగాత్మక వాస్తవం, దీని ప్రకారం, అదే పరిస్థితుల్లో, వేడిగా ఉన్న శరీరానికి అదే ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరచడానికి చల్లని శరీరం కంటే ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరచడానికి ఎక్కువ సమయం అవసరం.

ఈ దృగ్విషయాన్ని ఆ సమయంలో అరిస్టాటిల్, ఫ్రాన్సిస్ బేకన్ మరియు రెనే డెస్కార్టెస్ గుర్తించారు, అయితే 1963లో మాత్రమే, టాంజానియా పాఠశాల విద్యార్థి ఎరాస్టో మ్పెంబా వేడి ఐస్ క్రీం మిశ్రమం చల్లగా ఉన్నదానికంటే వేగంగా గడ్డకట్టడాన్ని కనుగొన్నాడు.

ఎరాస్టో మ్పెంబా టాంజానియాలోని మగాంబిన్ హై స్కూల్‌లో ప్రాక్టికల్ వంట పని చేస్తున్న విద్యార్థి. అతను ఇంట్లో ఐస్ క్రీం తయారు చేయాల్సి వచ్చింది - పాలు ఉడకబెట్టి, అందులో చక్కెరను కరిగించి, గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరుస్తుంది, ఆపై స్తంభింపచేయడానికి రిఫ్రిజిరేటర్లో ఉంచండి. స్పష్టంగా, Mpemba ప్రత్యేక శ్రద్ధగల విద్యార్థి కాదు మరియు అసైన్‌మెంట్ యొక్క మొదటి భాగాన్ని వాయిదా వేసింది. పాఠం ముగిసే సమయానికి అతను లేడనే భయంతో, అతను ఇప్పటికీ వేడి పాలను రిఫ్రిజిరేటర్‌లో ఉంచాడు. అతని ఆశ్చర్యానికి, ఇది అతని సహచరుల పాలు కంటే ముందుగానే స్తంభింపజేసింది, ఇచ్చిన సాంకేతికత ప్రకారం తయారు చేయబడింది.

ఆ తరువాత, ఎంపెంబా పాలతో మాత్రమే కాకుండా, సాధారణ నీటితో కూడా ప్రయోగాలు చేసింది. ఏది ఏమైనప్పటికీ, అప్పటికే Mkvava ఉన్నత పాఠశాలలో విద్యార్థిగా ఉన్నందున, అతను దార్ ఎస్ సలామ్‌లోని విశ్వవిద్యాలయ కళాశాల నుండి ప్రొఫెసర్ డెన్నిస్ ఓస్బోర్న్‌ను నీటి గురించి అడిగాడు (విద్యార్థులకు భౌతికశాస్త్రంపై ఉపన్యాసం ఇవ్వడానికి పాఠశాల డైరెక్టర్ ఆహ్వానించారు): "ఒకవేళ మీరు సమాన వాల్యూమ్‌ల నీటితో రెండు సారూప్య కంటైనర్‌లను తీసుకుంటారు, తద్వారా వాటిలో ఒకదానిలో నీటి ఉష్ణోగ్రత 35 ° C, మరియు మరొకటి - 100 ° C మరియు ఫ్రీజర్‌లో ఉంచండి, ఆపై రెండవది నీరు స్తంభింపజేస్తుంది. వేగంగా. ఎందుకు? ఒస్బోర్న్ ఈ సమస్యపై ఆసక్తి కనబరిచాడు మరియు త్వరలో 1969లో, Mpembaతో కలిసి, వారు తమ ప్రయోగాల ఫలితాలను "ఫిజిక్స్ ఎడ్యుకేషన్" జర్నల్‌లో ప్రచురించారు. అప్పటి నుండి, వారు కనుగొన్న ప్రభావం అంటారు Mpemba ప్రభావం.

ఇప్పటి వరకు, ఈ వింత ప్రభావాన్ని ఎలా వివరించాలో ఎవరికీ తెలియదు. చాలా మంది ఉన్నప్పటికీ శాస్త్రవేత్తలకు ఒకే సంస్కరణ లేదు. ఇది వేడి మరియు చల్లటి నీటి లక్షణాలలో వ్యత్యాసానికి సంబంధించినది, అయితే ఈ సందర్భంలో ఏ లక్షణాలు పాత్ర పోషిస్తాయో ఇంకా స్పష్టంగా తెలియలేదు: సూపర్ కూలింగ్, బాష్పీభవనం, మంచు ఏర్పడటం, ఉష్ణప్రసరణ లేదా నీటిపై ద్రవీకృత వాయువుల ప్రభావం వివిధ ఉష్ణోగ్రతలు.

Mpemba ప్రభావం యొక్క వైరుధ్యం ఏమిటంటే, శరీరం పరిసర ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబడే సమయం ఈ శరీరం మరియు పర్యావరణం మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసానికి అనులోమానుపాతంలో ఉండాలి. ఈ చట్టం న్యూటన్ చేత స్థాపించబడింది మరియు అప్పటి నుండి ఆచరణలో అనేక సార్లు ధృవీకరించబడింది. అదే ప్రభావంలో, 100°C వద్ద ఉన్న నీరు 35°C వద్ద అదే నీటి పరిమాణం కంటే 0°Cకి వేగంగా చల్లబడుతుంది.

అయినప్పటికీ, ఇది ఇంకా పారడాక్స్‌ను సూచించలేదు, ఎందుకంటే తెలిసిన భౌతికశాస్త్రంలో కూడా Mpemba ప్రభావం వివరించబడుతుంది. Mpemba ప్రభావం కోసం ఇక్కడ కొన్ని వివరణలు ఉన్నాయి:

బాష్పీభవనం

వేడి నీరు కంటైనర్ నుండి వేగంగా ఆవిరైపోతుంది, తద్వారా దాని వాల్యూమ్‌ను తగ్గిస్తుంది మరియు అదే ఉష్ణోగ్రతతో తక్కువ పరిమాణంలో ఉన్న నీరు వేగంగా గడ్డకడుతుంది. 100 C వరకు వేడి చేయబడిన నీరు 0 Cకి చల్లబడినప్పుడు దాని ద్రవ్యరాశిలో 16% కోల్పోతుంది.

బాష్పీభవన ప్రభావం డబుల్ ఎఫెక్ట్. మొదట, శీతలీకరణకు అవసరమైన నీటి ద్రవ్యరాశి తగ్గుతుంది. మరియు రెండవది, నీటి దశ నుండి ఆవిరి దశకు పరివర్తన యొక్క బాష్పీభవన వేడి తగ్గుతుంది అనే వాస్తవం కారణంగా ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది.

ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం

వేడి నీరు మరియు చల్లటి గాలి మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం ఎక్కువగా ఉంటుంది అనే వాస్తవం కారణంగా - అందువల్ల ఈ సందర్భంలో ఉష్ణ మార్పిడి మరింత తీవ్రంగా ఉంటుంది మరియు వేడి నీరు వేగంగా చల్లబడుతుంది.

అల్పోష్ణస్థితి

నీరు 0 C కంటే తక్కువగా చల్లబడినప్పుడు, అది ఎల్లప్పుడూ స్తంభింపజేయదు. కొన్ని పరిస్థితులలో, ఘనీభవన స్థానం కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ద్రవంగా కొనసాగుతూనే అది సూపర్ కూలింగ్‌కు లోనవుతుంది. కొన్ని సందర్భాల్లో, నీరు -20 C వద్ద కూడా ద్రవంగా ఉంటుంది.

ఈ ప్రభావానికి కారణం ఏమిటంటే, మొదటి మంచు స్ఫటికాలు ఏర్పడటానికి, క్రిస్టల్ ఏర్పడే కేంద్రాలు అవసరం. అవి ద్రవ నీటిలో లేకుంటే, స్ఫటికాలు ఆకస్మికంగా ఏర్పడటం ప్రారంభించేంత వరకు ఉష్ణోగ్రత తగ్గే వరకు సూపర్ కూలింగ్ కొనసాగుతుంది. అవి సూపర్ కూల్డ్ లిక్విడ్‌లో ఏర్పడటం ప్రారంభించినప్పుడు, అవి వేగంగా పెరగడం ప్రారంభిస్తాయి, మంచు స్లష్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, అది మంచును ఏర్పరుస్తుంది.

వేడి నీరు అల్పోష్ణస్థితికి ఎక్కువగా గురవుతుంది, ఎందుకంటే దానిని వేడి చేయడం వలన కరిగిన వాయువులు మరియు బుడగలు తొలగిపోతాయి, ఇవి మంచు స్ఫటికాలు ఏర్పడటానికి కేంద్రాలుగా ఉపయోగపడతాయి.

ఎందుకు అల్పోష్ణస్థితి వేడి నీటిని వేగంగా గడ్డకట్టేలా చేస్తుంది? చల్లటి నీటి విషయంలో, ఇది సూపర్ కూల్ చేయబడదు, ఈ క్రింది విధంగా జరుగుతుంది. ఈ సందర్భంలో, ఓడ యొక్క ఉపరితలంపై మంచు యొక్క పలుచని పొర ఏర్పడుతుంది. ఈ మంచు పొర నీరు మరియు చల్లని గాలి మధ్య అవాహకం వలె పని చేస్తుంది మరియు మరింత బాష్పీభవనాన్ని నిరోధిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో మంచు స్ఫటికాలు ఏర్పడే రేటు తక్కువగా ఉంటుంది. సబ్‌కూలింగ్‌కు గురైన వేడి నీటి విషయంలో, సబ్‌కూల్డ్ నీటిలో మంచు యొక్క రక్షిత ఉపరితల పొర ఉండదు. అందువల్ల, ఓపెన్ టాప్ ద్వారా చాలా వేగంగా వేడిని కోల్పోతుంది.

సూపర్ కూలింగ్ ప్రక్రియ ముగిసినప్పుడు మరియు నీరు గడ్డకట్టినప్పుడు, ఎక్కువ వేడిని కోల్పోతారు మరియు అందువల్ల ఎక్కువ మంచు ఏర్పడుతుంది.

ఈ ప్రభావానికి సంబంధించిన చాలా మంది పరిశోధకులు మ్పెంబా ప్రభావం విషయంలో అల్పోష్ణస్థితిని ప్రధాన కారకంగా భావిస్తారు.

ఉష్ణప్రసరణ

చల్లటి నీరు పై నుండి గడ్డకట్టడం ప్రారంభమవుతుంది, తద్వారా ఉష్ణ వికిరణం మరియు ఉష్ణప్రసరణ ప్రక్రియలు మరింత దిగజారిపోతాయి మరియు అందువల్ల వేడిని కోల్పోతుంది, అయితే వేడి నీరు దిగువ నుండి గడ్డకట్టడం ప్రారంభమవుతుంది.

ఈ ప్రభావం నీటి సాంద్రతలో క్రమరాహిత్యం ద్వారా వివరించబడింది. నీటి గరిష్ట సాంద్రత 4 C వద్ద ఉంటుంది. మీరు నీటిని 4 Cకి చల్లబరిచి, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచినట్లయితే, నీటి ఉపరితల పొర వేగంగా గడ్డకడుతుంది. ఈ నీరు 4 ° C వద్ద నీటి కంటే తక్కువ సాంద్రత కలిగి ఉన్నందున, ఇది ఉపరితలంపై ఉండి, సన్నని శీతల పొరను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ పరిస్థితులలో, నీటి ఉపరితలంపై కొద్దిసేపు మంచు యొక్క పలుచని పొర ఏర్పడుతుంది, అయితే ఈ మంచు పొర నీటి దిగువ పొరలను రక్షించే అవాహకం వలె పనిచేస్తుంది, ఇది 4 C ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంటుంది. , మరింత శీతలీకరణ నెమ్మదిగా ఉంటుంది.

వేడి నీటి విషయంలో, పరిస్థితి పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటుంది. బాష్పీభవనం మరియు ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కారణంగా నీటి ఉపరితల పొర మరింత త్వరగా చల్లబడుతుంది. అలాగే, చల్లటి నీటి పొరలు వేడి నీటి పొరల కంటే దట్టంగా ఉంటాయి, కాబట్టి చల్లటి నీటి పొర క్రిందికి మునిగిపోతుంది, వెచ్చని నీటి పొరను ఉపరితలంపైకి ఎత్తండి. ఈ నీటి ప్రసరణ ఉష్ణోగ్రతలో వేగంగా తగ్గుదలని నిర్ధారిస్తుంది.

అయితే ఈ ప్రక్రియ ఎందుకు సమతౌల్య స్థితికి చేరుకోలేదు? ఉష్ణప్రసరణ యొక్క ఈ దృక్కోణం నుండి Mpemba ప్రభావాన్ని వివరించడానికి, నీటి యొక్క చల్లని మరియు వేడి పొరలు వేరు చేయబడతాయని మరియు సగటు నీటి ఉష్ణోగ్రత 4 C కంటే తక్కువగా పడిపోయిన తర్వాత ఉష్ణప్రసరణ ప్రక్రియ కొనసాగుతుందని భావించడం అవసరం.

అయినప్పటికీ, చల్లని మరియు వేడి నీటి పొరలు ఉష్ణప్రసరణ ద్వారా వేరు చేయబడతాయనే ఈ పరికల్పనకు మద్దతు ఇవ్వడానికి ప్రయోగాత్మక ఆధారాలు లేవు.

నీటిలో కరిగిన వాయువులు

నీరు ఎల్లప్పుడూ దానిలో కరిగిన వాయువులను కలిగి ఉంటుంది - ఆక్సిజన్ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్. ఈ వాయువులు నీటి ఘనీభవన బిందువును తగ్గించగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. నీటిని వేడి చేసినప్పుడు, ఈ వాయువులు నీటి నుండి విడుదలవుతాయి ఎందుకంటే అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద నీటిలో వాటి ద్రావణీయత తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, వేడి నీటిని చల్లబరిచినప్పుడు, వేడి చేయని చల్లని నీటిలో కంటే దానిలో కరిగిన వాయువులు ఎల్లప్పుడూ తక్కువగా ఉంటాయి. అందువల్ల, వేడిచేసిన నీటి ఘనీభవన స్థానం ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు అది వేగంగా ఘనీభవిస్తుంది. ఈ అంశం కొన్నిసార్లు Mpemba ప్రభావాన్ని వివరించడంలో ప్రధానమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది, అయినప్పటికీ ఈ వాస్తవాన్ని నిర్ధారించే ప్రయోగాత్మక డేటా లేదు.

ఉష్ణ వాహకత

చిన్న కంటైనర్లలో నీటిని రిఫ్రిజిరేటర్ ఫ్రీజర్‌లో ఉంచినప్పుడు ఈ యంత్రాంగం ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. ఈ పరిస్థితులలో, వేడి నీటితో ఉన్న కంటైనర్ దాని కింద ఉన్న ఫ్రీజర్ యొక్క మంచును కరుగుతుంది, తద్వారా ఫ్రీజర్ యొక్క గోడ మరియు ఉష్ణ వాహకతతో ఉష్ణ సంబంధాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. తత్ఫలితంగా, వేడి నీటి కంటైనర్ నుండి వేడి చల్లని నుండి వేగంగా తొలగించబడుతుంది. ప్రతిగా, చల్లటి నీటితో ఉన్న కంటైనర్ దాని కింద మంచు కరగదు.

ఈ (అలాగే ఇతర) పరిస్థితులన్నీ అనేక ప్రయోగాలలో అధ్యయనం చేయబడ్డాయి, అయితే ప్రశ్నకు నిస్సందేహమైన సమాధానం - వాటిలో ఏది Mpemba ప్రభావం యొక్క 100% పునరుత్పత్తిని అందిస్తుంది - పొందబడలేదు.

కాబట్టి, ఉదాహరణకు, 1995 లో, జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త డేవిడ్ ఔర్‌బాచ్ ఈ ప్రభావంపై నీటి సూపర్ కూలింగ్ ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేశారు. వేడి నీరు, ఒక సూపర్ కూల్డ్ స్థితికి చేరుకుంటుంది, చల్లని నీటి కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఘనీభవిస్తుంది మరియు అందుచేత రెండో దాని కంటే వేగంగా ఉంటుందని అతను కనుగొన్నాడు. కానీ చల్లని నీరు వేడి నీటి కంటే వేగంగా సూపర్ కూల్డ్ స్థితికి చేరుకుంటుంది, తద్వారా మునుపటి లాగ్‌ను భర్తీ చేస్తుంది.

అదనంగా, Auerbach ఫలితాలు తక్కువ స్ఫటికీకరణ కేంద్రాల కారణంగా వేడి నీరు మరింత సూపర్ కూలింగ్‌ను సాధించగలదని మునుపటి డేటాకు విరుద్ధంగా ఉన్నాయి. నీటిని వేడి చేసినప్పుడు, దానిలో కరిగిన వాయువులు దాని నుండి తీసివేయబడతాయి మరియు ఉడకబెట్టినప్పుడు, దానిలో కరిగిన కొన్ని లవణాలు అవక్షేపించబడతాయి.

ఇప్పటివరకు, ఒక విషయం మాత్రమే నొక్కి చెప్పవచ్చు - ఈ ప్రభావం యొక్క పునరుత్పత్తి తప్పనిసరిగా ప్రయోగం నిర్వహించబడే పరిస్థితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఖచ్చితంగా ఎందుకంటే ఇది ఎల్లప్పుడూ పునరుత్పత్తి చేయబడదు.

O. V. మోసిన్

సాహిత్యంమూలాలు:

"వేడి నీరు చల్లటి నీటి కంటే వేగంగా ఘనీభవిస్తుంది. అది ఎందుకు అలా చేస్తుంది?", ది అమెచ్యూర్ సైంటిస్ట్, సైంటిఫిక్ అమెరికన్, సంపుటిలో జెర్ల్ వాకర్. 237, నం. 3, పేజీలు 246-257; సెప్టెంబర్, 1977.

"ది ఫ్రీజింగ్ ఆఫ్ హాట్ అండ్ కోల్డ్ వాటర్", జి.ఎస్. కెల్ అమెరికన్ జర్నల్ ఆఫ్ ఫిజిక్స్, వాల్యూం. 37, నం. 5, పేజీలు 564-565; మే 1969.

"సూపర్ కూలింగ్ అండ్ ది ఎంపెంబా ఎఫెక్ట్", డేవిడ్ ఔర్‌బాచ్, అమెరికన్ జర్నల్ ఆఫ్ ఫిజిక్స్, వాల్యూం. 63, నం. 10, పేజీలు 882-885; అక్టోబర్, 1995.

"ది మ్పెంబా ఎఫెక్ట్: ది ఫ్రీజింగ్ టైమ్స్ ఆఫ్ హాట్ అండ్ కోల్డ్ వాటర్", చార్లెస్ ఎ. నైట్, అమెరికన్ జర్నల్ ఆఫ్ ఫిజిక్స్, వాల్యూం. 64, నం. 5, p 524; మే, 1996.

బ్రిటీష్ రాయల్ సొసైటీ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ, కొన్ని సందర్భాల్లో, చల్లటి నీటి కంటే వేడి నీరు ఎందుకు వేగంగా గడ్డకడుతుందో శాస్త్రీయంగా వివరించగల ఎవరికైనా £1,000 బహుమతిని అందిస్తోంది.

"ఆధునిక శాస్త్రం ఇప్పటికీ ఈ సాధారణ ప్రశ్నకు సమాధానం ఇవ్వలేదు. ఐస్ క్రీం తయారీదారులు మరియు బార్టెండర్లు వారి రోజువారీ పనిలో ఈ ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తారు, కానీ ఇది ఎందుకు పనిచేస్తుందో ఎవరికీ తెలియదు. ఈ సమస్య సహస్రాబ్దాలుగా ప్రసిద్ధి చెందింది, అరిస్టాటిల్ మరియు డెస్కార్టెస్ వంటి తత్వవేత్తలు దీని గురించి ఆలోచించారు, ”అని బ్రిటిష్ రాయల్ సొసైటీ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ అధ్యక్షుడు ప్రొఫెసర్ డేవిడ్ ఫిలిప్స్ సొసైటీ నుండి ఒక పత్రికా ప్రకటనలో ఉటంకించారు.

ఒక ఆఫ్రికన్ చెఫ్ బ్రిటిష్ ఫిజిక్స్ ప్రొఫెసర్‌ని ఎలా కొట్టాడు

ఇది ఏప్రిల్ ఫూల్ జోక్ కాదు, కఠినమైన భౌతిక వాస్తవికత. గెలాక్సీలు మరియు బ్లాక్ హోల్స్‌పై సులభంగా పనిచేసే నేటి శాస్త్రం, క్వార్క్‌లు మరియు బోసాన్‌ల కోసం శోధించడానికి జెయింట్ యాక్సిలరేటర్‌లను నిర్మిస్తుంది, ఎలిమెంటల్ వాటర్ ఎలా పనిచేస్తుందో వివరించలేదు. చల్లని శరీరాన్ని చల్లబరచడం కంటే వేడి శరీరాన్ని చల్లబరచడానికి ఎక్కువ సమయం పడుతుందని పాఠశాల పాఠ్యపుస్తకం నిస్సందేహంగా పేర్కొంది. కానీ నీటి కోసం, ఈ చట్టం ఎల్లప్పుడూ గమనించబడదు. క్రీస్తుపూర్వం 4వ శతాబ్దంలో అరిస్టాటిల్ ఈ వైరుధ్యంపై దృష్టిని ఆకర్షించాడు. ఇ. పురాతన గ్రీకు "మెటియోరోలాజికా I" పుస్తకంలో వ్రాసినది ఇక్కడ ఉంది: "నీరు ముందుగా వేడి చేయబడటం దాని గడ్డకట్టడానికి దోహదం చేస్తుంది. అందువల్ల, చాలా మంది ప్రజలు, వేడి నీటిని త్వరగా చల్లబరచాలనుకున్నప్పుడు, మొదట ఎండలో ఉంచండి ... ”మధ్య యుగాలలో, ఫ్రాన్సిస్ బేకన్ మరియు రెనే డెస్కార్టెస్ ఈ దృగ్విషయాన్ని వివరించడానికి ప్రయత్నించారు. అయ్యో, గొప్ప తత్వవేత్తలు లేదా క్లాసికల్ థర్మల్ ఫిజిక్స్‌ను అభివృద్ధి చేసిన అనేక మంది శాస్త్రవేత్తలు ఇందులో విజయం సాధించలేదు మరియు అందువల్ల అటువంటి అసౌకర్య వాస్తవం చాలా కాలం పాటు "మర్చిపోయింది".

మరియు 1968 లో మాత్రమే వారు ఏ శాస్త్రానికి దూరంగా ఉన్న టాంజానియాకు చెందిన పాఠశాల విద్యార్థి ఎరాస్టో ఎంపెంబాకు కృతజ్ఞతలు తెలిపారు. వంట పాఠశాలలో చదువుతున్నప్పుడు, 1963లో, 13 ఏళ్ల ఎంపెంబేకి ఐస్ క్రీం తయారు చేసే పని అప్పగించబడింది. సాంకేతికత ప్రకారం, పాలు ఉడకబెట్టడం, చక్కెరను కరిగించి, గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరచడం, ఆపై స్తంభింపచేయడానికి రిఫ్రిజిరేటర్లో ఉంచడం అవసరం. స్పష్టంగా, Mpemba శ్రద్ధగల విద్యార్థి కాదు మరియు వెనుకాడారు. పాఠం ముగిసే సమయానికి అతను లేడనే భయంతో, అతను ఇప్పటికీ వేడి పాలను రిఫ్రిజిరేటర్‌లో ఉంచాడు. అతని ఆశ్చర్యానికి, ఇది అతని సహచరుల పాలు కంటే ముందుగానే స్తంభింపజేసింది, అన్ని నిబంధనల ప్రకారం సిద్ధం చేయబడింది.

Mpemba తన ఆవిష్కరణను భౌతిక శాస్త్ర ఉపాధ్యాయునితో పంచుకున్నప్పుడు, అతను మొత్తం తరగతి ముందు అతనిని ఎగతాళి చేశాడు. ఎంపెంబ జరిగిన అవమానాన్ని గుర్తు చేసుకున్నారు. ఐదు సంవత్సరాల తరువాత, అప్పటికే దార్ ఎస్ సలామ్ విశ్వవిద్యాలయంలో విద్యార్థి, అతను ప్రసిద్ధ భౌతిక శాస్త్రవేత్త డెనిస్ జి. ఓస్బోర్న్ ఉపన్యాసంలో ఉన్నాడు. ఉపన్యాసం తర్వాత, అతను శాస్త్రవేత్తను ఒక ప్రశ్న అడిగాడు: “మీరు ఒకే పరిమాణంలో ఉన్న రెండు కంటైనర్‌లను ఒకే పరిమాణంలో తీసుకుంటే, ఒకటి 35 °C (95 °F) మరియు మరొకటి 100 °C (212 °F), మరియు ఉంచండి వాటిని ఫ్రీజర్‌లో ఉంచితే, వేడి కంటైనర్‌లోని నీరు వేగంగా స్తంభింపజేస్తుంది. ఎందుకు?" గాడ్‌ఫోర్సేకెన్ టాంజానియా నుండి వచ్చిన ఒక యువకుడు అడిగిన ప్రశ్నకు బ్రిటీష్ ప్రొఫెసర్ యొక్క ప్రతిస్పందనను మీరు ఊహించవచ్చు. విద్యార్థినిని ఎగతాళి చేశాడు. అయితే, Mpemba అటువంటి సమాధానానికి సిద్ధంగా ఉంది మరియు శాస్త్రవేత్తను పందెం వేయమని సవాలు చేసింది. వారి వాదన ప్రయోగాత్మక పరీక్షలో ముగిసిందని, అది Mpemba సరైనదని నిరూపించబడింది మరియు ఓస్బోర్న్ ఓడిపోయాడు. కాబట్టి విద్యార్థి-కుక్కర్ సైన్స్ చరిత్రలో అతని పేరును చెక్కారు మరియు ఇకపై ఈ దృగ్విషయాన్ని "మ్పెంబా ప్రభావం" అని పిలుస్తారు. దాన్ని విస్మరించడానికి, "ఉనికిలో లేనిది" పని చేయనట్లు ప్రకటించడానికి. దృగ్విషయం ఉనికిలో ఉంది మరియు కవి వ్రాసినట్లుగా, "పాదంతో పంటిలో కాదు."

ధూళి కణాలు మరియు కరిగిన పదార్థాలు కారణమా?

సంవత్సరాలుగా, చాలా మంది గడ్డకట్టే నీటి రహస్యాన్ని ఛేదించడానికి ప్రయత్నించారు. ఈ దృగ్విషయం కోసం మొత్తం వివరణలు ప్రతిపాదించబడ్డాయి: బాష్పీభవనం, ఉష్ణప్రసరణ, ద్రావణాల ప్రభావం - కానీ ఈ కారకాలు ఏవీ ఖచ్చితమైనవిగా పరిగణించబడవు. అనేకమంది శాస్త్రవేత్తలు తమ జీవితాంతం ఎంపెంబా ప్రభావానికి అంకితం చేశారు. స్టేట్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ న్యూయార్క్‌లోని రేడియేషన్ సేఫ్టీ విభాగానికి చెందిన జేమ్స్ బ్రౌన్‌రిడ్జ్, ఒక దశాబ్దానికి పైగా తన ఖాళీ సమయంలో పారడాక్స్ గురించి అధ్యయనం చేస్తున్నాడు. వందలాది ప్రయోగాలు చేసిన తరువాత, శాస్త్రవేత్త తన వద్ద అల్పోష్ణస్థితి యొక్క "అపరాధం" యొక్క సాక్ష్యం ఉందని పేర్కొన్నాడు. బ్రౌన్‌రిడ్జ్ 0 ° C వద్ద, నీరు మాత్రమే సూపర్ కూల్ అవుతుందని మరియు ఉష్ణోగ్రత దిగువకు పడిపోయినప్పుడు గడ్డకట్టడం ప్రారంభిస్తుందని వివరించాడు. ఘనీభవన స్థానం నీటిలో మలినాలతో నియంత్రించబడుతుంది - అవి మంచు స్ఫటికాలు ఏర్పడే రేటును మారుస్తాయి. మలినాలు, మరియు ఇవి ధూళి కణాలు, బ్యాక్టీరియా మరియు కరిగిన లవణాలు, స్ఫటికీకరణ కేంద్రాల చుట్టూ మంచు స్ఫటికాలు ఏర్పడినప్పుడు వాటి లక్షణమైన న్యూక్లియేషన్ ఉష్ణోగ్రతను కలిగి ఉంటాయి. నీటిలో ఒకేసారి అనేక మూలకాలు ఉన్నప్పుడు, ఘనీభవన స్థానం అత్యధిక న్యూక్లియేషన్ ఉష్ణోగ్రతతో నిర్ణయించబడుతుంది.

ప్రయోగం కోసం, బ్రౌన్‌రిడ్జ్ ఒకే ఉష్ణోగ్రత వద్ద రెండు నీటి నమూనాలను తీసుకొని వాటిని ఫ్రీజర్‌లో ఉంచాడు. అతను నమూనాలలో ఒకటి ఎల్లప్పుడూ మరొకదాని కంటే ముందుగా స్తంభింపజేస్తుందని అతను కనుగొన్నాడు - బహుశా వేరే మలినాలను కలపడం వల్ల.

బ్రౌన్‌రిడ్జ్ నీరు మరియు ఫ్రీజర్ మధ్య ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కారణంగా వేడి నీరు వేగంగా చల్లబడుతుందని పేర్కొంది - ఇది చల్లటి నీరు దాని సహజ ఘనీభవన స్థానానికి చేరుకోవడానికి ముందు దాని ఘనీభవన స్థానానికి చేరుకోవడానికి సహాయపడుతుంది, ఇది కనీసం 5 ° C తక్కువగా ఉంటుంది.

అయితే, బ్రౌన్‌రిడ్జ్ యొక్క తార్కికం అనేక ప్రశ్నలను లేవనెత్తుతుంది. అందువల్ల, Mpemba ప్రభావాన్ని వారి స్వంత మార్గంలో వివరించగలిగిన వారు బ్రిటిష్ రాయల్ సొసైటీ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ నుండి వెయ్యి పౌండ్ల స్టెర్లింగ్ కోసం పోటీ పడే అవకాశం ఉంది.

స్కూల్లో నాకు ఇష్టమైన సబ్జెక్ట్‌లలో కెమిస్ట్రీ ఒకటి. ఒకసారి కెమిస్ట్రీ టీచర్ మాకు చాలా విచిత్రమైన మరియు కష్టమైన పనిని ఇచ్చారు. కెమిస్ట్రీ పరంగా మనం సమాధానం చెప్పాల్సిన ప్రశ్నల జాబితాను అతను మాకు ఇచ్చాడు. ఈ పని కోసం మాకు చాలా రోజుల సమయం ఇవ్వబడింది మరియు లైబ్రరీలు మరియు అందుబాటులో ఉన్న ఇతర సమాచార వనరులను ఉపయోగించడానికి అనుమతించబడ్డారు. ఈ ప్రశ్నలలో ఒకటి నీటి ఘనీభవన స్థానానికి సంబంధించినది. ప్రశ్న ఎలా ఉందో నాకు సరిగ్గా గుర్తు లేదు, కానీ మీరు ఒకే పరిమాణంలో ఉన్న రెండు చెక్క బకెట్లను తీసుకుంటే, ఒకటి వేడి నీటితో, మరొకటి చల్లటి నీటితో (నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద) మరియు వాటిని ఉంచండి. నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత ఉన్న వాతావరణంలో, ఏది వేగంగా స్తంభింపజేస్తుంది? వాస్తవానికి, సమాధానం వెంటనే సూచించింది - ఒక బకెట్ చల్లటి నీరు, కానీ అది మాకు చాలా సరళంగా అనిపించింది. కానీ పూర్తి సమాధానం ఇవ్వడానికి ఇది సరిపోదు, మేము దానిని రసాయన దృక్కోణం నుండి నిరూపించాల్సిన అవసరం ఉంది. నా ఆలోచన మరియు పరిశోధన ఉన్నప్పటికీ, నేను తార్కిక ముగింపును తీసుకోలేకపోయాను. ఈ రోజు, నేను ఈ పాఠాన్ని దాటవేయాలని కూడా నిర్ణయించుకున్నాను, కాబట్టి నేను ఈ చిక్కుకు పరిష్కారం కనుగొనలేదు.

సంవత్సరాలు గడిచాయి, మరియు నీటి మరిగే స్థానం మరియు ఘనీభవన స్థానం గురించి నేను చాలా రోజువారీ పురాణాలను నేర్చుకున్నాను మరియు ఒక పురాణం ఇలా చెప్పింది: "వేడి నీరు వేగంగా గడ్డకడుతుంది." నేను చాలా వెబ్‌సైట్‌లను చూశాను కానీ సమాచారం చాలా వివాదాస్పదంగా ఉంది. మరియు ఇవి కేవలం అభిప్రాయాలు, సైన్స్ దృక్కోణం నుండి నిరాధారమైనవి. మరియు నేను నా స్వంత అనుభవాన్ని నిర్వహించాలని నిర్ణయించుకున్నాను. నాకు చెక్క బకెట్లు దొరకనందున, నేను ఫ్రీజర్, స్టవ్‌టాప్, కొంత నీరు మరియు డిజిటల్ థర్మామీటర్‌ని ఉపయోగించాను. నా అనుభవ ఫలితాల గురించి కొంచెం తరువాత మాట్లాడుతాను. మొదట, నేను నీటి గురించి కొన్ని ఆసక్తికరమైన వాదనలను మీతో పంచుకుంటాను:

చల్లటి నీటి కంటే వేడి నీరు వేగంగా గడ్డకడుతుంది. చాలా మంది నిపుణులు వేడి నీటి కంటే చల్లటి నీరు వేగంగా గడ్డకట్టవచ్చని అంటున్నారు. కానీ ఒక ఫన్నీ దృగ్విషయం (మెంబా ప్రభావం అని పిలవబడేది), తెలియని కారణాల వల్ల, దీనికి విరుద్ధంగా రుజువు చేస్తుంది: వేడి నీరు చల్లటి నీటి కంటే వేగంగా ఘనీభవిస్తుంది. అనేక వివరణలలో ఒకటి బాష్పీభవన ప్రక్రియ: చాలా వేడి నీటిని చల్లని వాతావరణంలో ఉంచినట్లయితే, అప్పుడు నీరు ఆవిరైపోవడం ప్రారంభమవుతుంది (మిగిలిన నీరు వేగంగా స్తంభింపజేస్తుంది). మరియు కెమిస్ట్రీ చట్టాల ప్రకారం, ఇది అస్సలు పురాణం కాదు, మరియు ఉపాధ్యాయుడు మా నుండి వినాలనుకున్నది ఇదే.

ఉడికించిన నీరు పంపు నీటి కంటే వేగంగా ఘనీభవిస్తుంది. మునుపటి వివరణ ఉన్నప్పటికీ, కొంతమంది నిపుణులు గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబడిన ఉడికించిన నీరు వేగంగా స్తంభింపజేయాలని వాదించారు, ఎందుకంటే మరిగే ఆక్సిజన్ పరిమాణాన్ని తగ్గిస్తుంది.

వేడి నీటి కంటే చల్లటి నీరు వేగంగా ఉడకబెట్టింది. వేడి నీరు వేగంగా గడ్డకట్టినట్లయితే, చల్లటి నీరు వేగంగా ఉడకబెట్టవచ్చు! ఇది ఇంగితజ్ఞానానికి విరుద్ధం మరియు శాస్త్రవేత్తలు ఇది సాధ్యం కాదని వాదించారు. వేడి పంపు నీరు నిజానికి చల్లని నీటి కంటే వేగంగా ఉడకబెట్టాలి. కానీ వేడి నీటిని ఉడకబెట్టడం ద్వారా, మీరు శక్తిని ఆదా చేయలేరు. మీరు తక్కువ గ్యాస్ లేదా విద్యుత్తును ఉపయోగించవచ్చు, కానీ వాటర్ హీటర్ చల్లటి నీటిని వేడి చేయడానికి అవసరమైన అదే శక్తిని ఉపయోగిస్తుంది. (సౌర శక్తి కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది.) నీటి హీటర్తో నీటిని వేడి చేయడం వలన, అవక్షేపం ఏర్పడవచ్చు, కాబట్టి నీరు వేడెక్కడానికి ఎక్కువ సమయం పడుతుంది.

మీరు నీటిలో ఉప్పు వేస్తే, అది వేగంగా ఉడకబెట్టింది. ఉప్పు మరిగే బిందువును పెంచుతుంది (అందువలన ఘనీభవన బిందువును తగ్గిస్తుంది - అందుకే కొంతమంది గృహిణులు ఐస్ క్రీంలో కొద్దిగా రాతి ఉప్పును కలుపుతారు). కానీ ఈ సందర్భంలో, మేము మరొక ప్రశ్నపై ఆసక్తి కలిగి ఉన్నాము: నీరు ఎంతకాలం ఉడకబెట్టాలి మరియు ఈ సందర్భంలో మరిగే స్థానం 100 ° C కంటే పెరుగుతుందా). వంట పుస్తకాలు ఏమి చెబుతున్నప్పటికీ, మరిగే నీటిలో మనం జోడించే ఉప్పు మొత్తం కాచు సమయం లేదా ఉష్ణోగ్రతను ప్రభావితం చేయడానికి సరిపోదని శాస్త్రవేత్తలు అంటున్నారు.

కానీ నాకు లభించినవి ఇక్కడ ఉన్నాయి:

చల్లటి నీరు: నేను మూడు 100 ml గ్లాస్ బీకర్ల శుద్ధి చేసిన నీటిని ఉపయోగించాను: ఒక గది ఉష్ణోగ్రత (72°F/22°C), ఒక వేడినీరు (115°F/46°C), మరియు ఒకటి ఉడికించిన (212 °F/100° సి) నేను మూడు గ్లాసులను -18°C వద్ద ఫ్రీజర్‌లో ఉంచాను. మరియు నీరు వెంటనే మంచుగా మారదని నాకు తెలుసు కాబట్టి, నేను "చెక్క ఫ్లోట్" ద్వారా గడ్డకట్టే స్థాయిని నిర్ణయించాను. గాజు మధ్యలో ఉంచిన కర్ర, ఆధారాన్ని తాకనప్పుడు, నీరు గడ్డకట్టిందని నేను నమ్ముతున్నాను. నేను ప్రతి ఐదు నిమిషాలకు అద్దాలు తనిఖీ చేసాను. మరియు నా ఫలితాలు ఏమిటి? మొదటి గ్లాసులోని నీరు 50 నిమిషాల తర్వాత గడ్డకట్టింది. 80 నిమిషాల తర్వాత వేడి నీరు స్తంభింపజేసింది. ఉడికించిన - 95 నిమిషాల తర్వాత. నా ముగింపులు: ఫ్రీజర్‌లోని పరిస్థితులు మరియు నేను ఉపయోగించిన నీటిలో, నేను మెంబా ప్రభావాన్ని పునరుత్పత్తి చేయలేకపోయాను.

నేను గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబడిన మునుపు ఉడికించిన నీటితో కూడా ఈ ప్రయోగాన్ని ప్రయత్నించాను. ఇది 60 నిమిషాల్లో స్తంభింపజేసింది - గడ్డకట్టడానికి చల్లటి నీటి కంటే ఎక్కువ సమయం పట్టింది.

ఉడికించిన నీరు: నేను గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఒక లీటరు నీటిని తీసుకొని నిప్పు పెట్టాను. ఆమె 6 నిమిషాల్లో ఉడకబెట్టింది. అప్పుడు నేను దానిని మళ్ళీ గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లార్చాను మరియు దానిని వేడిగా చేర్చాను. అదే అగ్నితో, వేడి నీటిని 4 గంటల 30 నిమిషాలలో ఉడకబెట్టారు. తీర్మానం: ఊహించినట్లుగా, వేడి నీరు చాలా వేగంగా ఉడకబెట్టింది.

ఉడికించిన నీరు (ఉప్పుతో): నేను 1 లీటరు నీటికి 2 పెద్ద టేబుల్ స్పూన్ల టేబుల్ ఉప్పును జోడించాను. ఇది 6 నిమిషాల 33 సెకన్లలో ఉడకబెట్టింది మరియు థర్మామీటర్ చూపినట్లుగా అది 102 ° C ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకుంది. నిస్సందేహంగా, ఉప్పు మరిగే బిందువును ప్రభావితం చేస్తుంది, కానీ ఎక్కువ కాదు. తీర్మానం: నీటిలో ఉప్పు ఉష్ణోగ్రత మరియు మరిగే సమయాన్ని బాగా ప్రభావితం చేయదు. నా వంటగదిని ప్రయోగశాల అని పిలవడం కష్టమని నేను నిజాయితీగా అంగీకరిస్తున్నాను మరియు బహుశా నా తీర్మానాలు వాస్తవికతకు విరుద్ధంగా ఉండవచ్చు. నా ఫ్రీజర్ ఆహారాన్ని అసమానంగా స్తంభింపజేయవచ్చు. నా గాజు అద్దాలు సక్రమంగా ఉండవచ్చు, మొదలైనవి. కానీ ప్రయోగశాలలో ఏది జరిగినా, వంటగదిలో గడ్డకట్టడం లేదా వేడినీరు విషయానికి వస్తే, అతి ముఖ్యమైన విషయం ఇంగితజ్ఞానం.

నీటి గురించి వాటర్ల్ గురించి ఆసక్తికరమైన వాస్తవాలతో లింక్ చేయండి
forum.ixbt.com ఫోరమ్‌లో సూచించినట్లుగా, ఈ ప్రభావం (చల్లని నీటి కంటే వేడి నీటిని వేగంగా గడ్డకట్టడం వల్ల కలిగే ప్రభావం) "అరిస్టాటిల్-మ్పెంబా ప్రభావం"

ఆ. ఉడికించిన నీరు (చల్లగా) "ముడి" కంటే వేగంగా ఘనీభవిస్తుంది

మంచి పాత ఫార్ములా H 2 O లో, రహస్యాలు లేవని అనిపిస్తుంది. కానీ వాస్తవానికి, నీరు - జీవితానికి మూలం మరియు ప్రపంచంలోని అత్యంత ప్రసిద్ధ ద్రవం - కొన్నిసార్లు శాస్త్రవేత్తలు కూడా పరిష్కరించలేని అనేక రహస్యాలతో నిండి ఉంది.

నీటి గురించి 5 అత్యంత ఆసక్తికరమైన వాస్తవాలు ఇక్కడ ఉన్నాయి:

1. చల్లని నీటి కంటే వేడి నీరు వేగంగా గడ్డకడుతుంది

రెండు కంటైనర్లలో నీటిని తీసుకోండి: ఒకదానిలో వేడి నీటిని మరియు మరొకదానిలో చల్లటి నీటిని పోసి, వాటిని ఫ్రీజర్‌లో ఉంచండి. వేడి నీరు చల్లటి నీటి కంటే వేగంగా స్తంభింపజేస్తుంది, అయితే తార్కికంగా, చల్లటి నీరు మొదట మంచుగా మారాలి: అన్నింటికంటే, వేడి నీరు మొదట చల్లని ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబడి, ఆపై మంచుగా మారాలి, అయితే చల్లటి నీరు చల్లబరచాల్సిన అవసరం లేదు. ఇలా ఎందుకు జరుగుతోంది?

1963లో, టాంజానియాలోని సీనియర్ హైస్కూల్ విద్యార్థి ఎరాస్టో బి. ఎంపెంబా, తయారుచేసిన ఐస్‌క్రీం మిశ్రమాన్ని గడ్డకట్టే సమయంలో, వేడి మిశ్రమం ఫ్రీజర్‌లో చల్లటి మిశ్రమం కంటే వేగంగా ఘనీభవించడాన్ని గమనించాడు. యువకుడు తన ఆవిష్కరణను భౌతిక శాస్త్ర ఉపాధ్యాయునితో పంచుకున్నప్పుడు, అతను అతనిని చూసి నవ్వాడు. అదృష్టవశాత్తూ, విద్యార్థి పట్టుదలతో ఉన్నాడు మరియు ఒక ప్రయోగాన్ని నిర్వహించమని ఉపాధ్యాయుడిని ఒప్పించాడు, ఇది అతని ఆవిష్కరణను ధృవీకరించింది: కొన్ని పరిస్థితులలో, వేడి నీరు నిజంగా చల్లటి నీటి కంటే వేగంగా ఘనీభవిస్తుంది.

ఇప్పుడు చల్లటి నీటి కంటే వేడినీరు వేగంగా గడ్డకట్టే ఈ దృగ్విషయాన్ని Mpemba ప్రభావం అంటారు. నిజమే, అతనికి చాలా కాలం ముందు, నీటి యొక్క ఈ ప్రత్యేకమైన ఆస్తిని అరిస్టాటిల్, ఫ్రాన్సిస్ బేకన్ మరియు రెనే డెస్కార్టెస్ గుర్తించారు.

శాస్త్రవేత్తలు ఈ దృగ్విషయం యొక్క స్వభావాన్ని పూర్తిగా అర్థం చేసుకోలేరు, అల్పోష్ణస్థితి, బాష్పీభవనం, మంచు ఏర్పడటం, ఉష్ణప్రసరణ లేదా వేడి మరియు చల్లటి నీటిపై ద్రవీకృత వాయువుల ప్రభావంలో వ్యత్యాసం ద్వారా దీనిని వివరిస్తారు.

Х.RU నుండి "వేడి నీరు చల్లటి నీటి కంటే వేగంగా ఘనీభవిస్తుంది" అనే అంశానికి గమనిక.

శీతలీకరణ సమస్యలు మనకు దగ్గరగా ఉన్నందున, శీతలీకరణ నిపుణులు, ఈ సమస్య యొక్క సారాంశాన్ని లోతుగా తెలుసుకోవడానికి మరియు అటువంటి మర్మమైన దృగ్విషయం యొక్క స్వభావం గురించి రెండు అభిప్రాయాలను ఇవ్వడానికి మేము అనుమతిస్తాము.

1. అరిస్టాటిల్ కాలం నుండి తెలిసిన ఒక రహస్యమైన దృగ్విషయానికి వాషింగ్టన్ విశ్వవిద్యాలయ శాస్త్రవేత్త వివరణ ఇచ్చారు: చల్లని నీటి కంటే వేడి నీరు ఎందుకు వేగంగా ఘనీభవిస్తుంది.

Mpemba ప్రభావం అని పిలువబడే దృగ్విషయం ఆచరణలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, శీతాకాలంలో వాషర్ రిజర్వాయర్‌లో వేడి నీటి కంటే చల్లగా పోయమని నిపుణులు వాహనదారులకు సలహా ఇస్తారు. కానీ ఈ దృగ్విషయానికి ఆధారం ఏమిటనేది చాలా కాలంగా తెలియదు.

యూనివర్శిటీ ఆఫ్ వాషింగ్టన్‌కు చెందిన డాక్టర్ జోనాథన్ కాట్జ్ ఈ దృగ్విషయాన్ని పరిశోధించారు మరియు నీటిలో కరిగిన పదార్థాలు ఇందులో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయని నిర్ధారించారు, ఇది వేడిచేసినప్పుడు అవక్షేపించబడుతుంది, EurekAlert నివేదిస్తుంది.

ద్రావణాల ద్వారా, డాక్టర్ కాట్జ్ అంటే హార్డ్ నీటిలో కనిపించే కాల్షియం మరియు మెగ్నీషియం బైకార్బోనేట్‌లు. నీటిని వేడి చేసినప్పుడు, ఈ పదార్ధాలు అవక్షేపించి, కేటిల్ గోడలపై స్థాయిని ఏర్పరుస్తాయి. ఎప్పుడూ వేడి చేయని నీటిలో ఈ మలినాలు ఉంటాయి. ఇది ఘనీభవిస్తుంది మరియు మంచు స్ఫటికాలు ఏర్పడినప్పుడు, నీటిలో మలినాలను ఏకాగ్రత 50 రెట్లు పెంచుతుంది. ఇది నీటి ఘనీభవన స్థానాన్ని తగ్గిస్తుంది. "మరియు ఇప్పుడు నీరు గడ్డకట్టడానికి చల్లబరచాలి" అని డాక్టర్ కాట్జ్ వివరించారు.

వేడి చేయని నీటిని గడ్డకట్టకుండా నిరోధించే రెండవ కారణం ఉంది. నీటి ఘనీభవన స్థానం తగ్గించడం ఘన మరియు ద్రవ దశల మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాన్ని తగ్గిస్తుంది. "ఎందుకంటే నీరు వేడిని కోల్పోయే రేటు ఈ ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, వేడి చేయని నీరు చల్లబడే అవకాశం తక్కువగా ఉంటుంది" అని డాక్టర్ కాట్జ్ చెప్పారు.

శాస్త్రవేత్త ప్రకారం, అతని సిద్ధాంతాన్ని ప్రయోగాత్మకంగా పరీక్షించవచ్చు, ఎందుకంటే. గట్టి నీటి కోసం Mpemba ప్రభావం మరింత స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది.

2. ఆక్సిజన్ ప్లస్ హైడ్రోజన్ ప్లస్ చలి మంచును సృష్టిస్తుంది. మొదటి చూపులో, ఈ పారదర్శక పదార్ధం చాలా సులభం అనిపిస్తుంది. నిజానికి, మంచు అనేక రహస్యాలతో నిండి ఉంది. ఆఫ్రికన్ ఎరాస్టో మ్పెంబా సృష్టించిన మంచు కీర్తి గురించి ఆలోచించలేదు. రోజులు వేడిగా ఉన్నాయి. అతనికి పాప్సికల్స్ కావాలి. జ్యూస్ కార్టన్ తీసుకుని ఫ్రీజర్ లో పెట్టాడు. అతను దీన్ని ఒకటి కంటే ఎక్కువసార్లు చేసాడు మరియు అందువల్ల రసం ముఖ్యంగా త్వరగా గడ్డకడుతుందని గమనించాడు, మీరు దానిని ముందు ఎండలో పట్టుకుంటే - దానిని వేడి చేయండి! ఇది వింతగా ఉంది, ప్రాపంచిక జ్ఞానానికి విరుద్ధంగా ప్రవర్తించిన టాంజానియా పాఠశాల విద్యార్థి అనుకున్నాడు. ద్రవం వేగంగా మంచుగా మారాలంటే, ముందుగా దానిని వేడి చేయాలి? యువకుడు చాలా ఆశ్చర్యపోయాడు, అతను తన అంచనాను ఉపాధ్యాయునితో పంచుకున్నాడు. ఈ ఉత్సుకతను ఆయన ప్రెస్‌లో నివేదించారు.

ఈ కథ 1960లలో జరిగింది. ఇప్పుడు "Mpemba ప్రభావం" శాస్త్రవేత్తలకు బాగా తెలుసు. కానీ చాలా కాలంగా ఈ సాధారణ దృగ్విషయం ఒక రహస్యంగా మిగిలిపోయింది. చల్లని నీటి కంటే వేడి నీరు ఎందుకు వేగంగా గడ్డకడుతుంది?

1996 వరకు భౌతిక శాస్త్రవేత్త డేవిడ్ ఔర్‌బాచ్ ఒక పరిష్కారాన్ని కనుగొనలేదు. ఈ ప్రశ్నకు సమాధానమివ్వడానికి, అతను ఏడాది పొడవునా ఒక ప్రయోగాన్ని నిర్వహించాడు: అతను ఒక గ్లాసులో నీటిని వేడి చేసి మళ్లీ చల్లబరిచాడు. కాబట్టి అతను ఏమి కనుగొన్నాడు? వేడిచేసినప్పుడు, నీటిలో కరిగిన గాలి బుడగలు ఆవిరైపోతాయి. వాయువులు లేని నీరు పాత్ర యొక్క గోడలపై మరింత సులభంగా ఘనీభవిస్తుంది. "అయితే, అధిక గాలి ఉన్న నీరు కూడా ఘనీభవిస్తుంది, కానీ సున్నా డిగ్రీల సెల్సియస్ వద్ద కాదు, మైనస్ నాలుగు నుండి ఆరు డిగ్రీల వద్ద మాత్రమే" అని ఔర్‌బాచ్ చెప్పారు. వాస్తవానికి, మీరు ఎక్కువసేపు వేచి ఉండాలి. కాబట్టి, చల్లని నీటి ముందు వేడి నీరు ఘనీభవిస్తుంది, ఇది శాస్త్రీయ వాస్తవం.

మంచులా తేలికగా మన కళ్ల ముందు కనిపించే పదార్ధం చాలా తక్కువ. ఇది నీటి అణువులను మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది - అంటే, రెండు హైడ్రోజన్ అణువులు మరియు ఒక ఆక్సిజన్ కలిగిన ప్రాథమిక అణువులు. అయితే, మంచు అనేది విశ్వంలో అత్యంత రహస్యమైన పదార్థం. శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పటివరకు దాని కొన్ని లక్షణాలను వివరించలేకపోయారు.

2. సూపర్ కూలింగ్ మరియు "ఫ్లాష్" ఫ్రీజింగ్

నీరు 0 °C వరకు చల్లబడినప్పుడు మంచుగా మారుతుందని అందరికీ తెలుసు... కొన్ని సందర్భాల్లో తప్ప! అటువంటి సందర్భం, ఉదాహరణకు, "సూపర్‌కూలింగ్", ఇది చాలా స్వచ్ఛమైన నీటికి ఘనీభవన స్థాయికి దిగువన చల్లబడినప్పుడు కూడా ద్రవంగా ఉండే లక్షణం. వాతావరణంలో స్ఫటికీకరణ కేంద్రాలు లేదా మంచు స్ఫటికాలు ఏర్పడటానికి కారణమయ్యే న్యూక్లియైలు లేనందున ఈ దృగ్విషయం సాధ్యమవుతుంది. అందువల్ల నీరు సున్నా డిగ్రీల సెల్సియస్ కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలకు చల్లబడినప్పుడు కూడా ద్రవ రూపంలోనే ఉంటుంది. స్ఫటికీకరణ ప్రక్రియను ప్రేరేపించవచ్చు, ఉదాహరణకు, గ్యాస్ బుడగలు, మలినాలను (కాలుష్యం), కంటైనర్ యొక్క అసమాన ఉపరితలం. అవి లేకుండా, నీరు ద్రవ స్థితిలో ఉంటుంది. స్ఫటికీకరణ ప్రక్రియ ప్రారంభమైనప్పుడు, సూపర్-కూల్డ్ నీరు తక్షణమే మంచుగా ఎలా మారుతుందో మీరు చూడవచ్చు.

ఫిల్ మదీనా (www.mrsciguy.com) ద్వారా వీడియో (2 901 Kb, 60 c) చూడండి మరియు మీ కోసం చూడండి >>

వ్యాఖ్య.వేడిచేసిన నీరు దాని మరిగే బిందువు కంటే ఎక్కువ వేడిచేసినప్పుడు కూడా ద్రవంగా ఉంటుంది.

3. "గ్లాస్" నీరు

త్వరగా మరియు సంకోచం లేకుండా, నీటికి ఎన్ని రాష్ట్రాలున్నాయి?

మీరు మూడింటికి (ఘన, ద్రవ, వాయువు) సమాధానమిస్తే, మీరు తప్పు. శాస్త్రవేత్తలు కనీసం 5 వేర్వేరు నీటి స్థితులను ద్రవ రూపంలో మరియు 14 మంచు స్థితులను వేరు చేస్తారు.

సూపర్-చిల్డ్ వాటర్ గురించి సంభాషణ గుర్తుందా? కాబట్టి, మీరు ఏమి చేసినా, -38 ° C వద్ద, స్వచ్ఛమైన సూపర్-కూల్డ్ నీరు కూడా అకస్మాత్తుగా మంచుగా మారుతుంది. మరింత తగ్గడంతో ఏమి జరుగుతుంది

ఉష్ణోగ్రత? -120 °C వద్ద, నీటికి ఏదో వింత జరగడం ప్రారంభమవుతుంది: ఇది మొలాసిస్ వంటి అతి-జిగట లేదా జిగటగా మారుతుంది మరియు -135 °C కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అది "గ్లాసీ" లేదా "గ్లాసీ" వాటర్‌గా మారుతుంది - ఇందులో ఒక ఘన పదార్థం. స్ఫటికాకార నిర్మాణం లేదు.

4. నీటి క్వాంటం లక్షణాలు

పరమాణు స్థాయిలో, నీరు మరింత అద్భుతంగా ఉంటుంది. 1995లో, శాస్త్రవేత్తలు న్యూట్రాన్ స్కాటరింగ్‌పై ఒక ప్రయోగాన్ని నిర్వహించారు ఊహించని ఫలితాన్ని ఇచ్చారు: భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు నీటి అణువులను లక్ష్యంగా చేసుకున్న న్యూట్రాన్‌లు ఊహించిన దానికంటే 25% తక్కువ హైడ్రోజన్ ప్రోటాన్‌లను "చూడండి" అని కనుగొన్నారు.

ఒక అటోసెకండ్ (10 -18 సెకన్లు) వేగంతో అసాధారణమైన క్వాంటం ప్రభావం ఏర్పడుతుందని తేలింది మరియు సాధారణ నీటికి బదులుగా నీటి రసాయన సూత్రం - H 2 O, H 1.5 O అవుతుంది!

5. నీటికి జ్ఞాపకశక్తి ఉందా?

సాంప్రదాయ వైద్యానికి ప్రత్యామ్నాయమైన హోమియోపతి, ద్రావణంలో నీటి అణువులు తప్ప మరేమీ మిగిలి ఉండనందున, పలుచన కారకం చాలా ఎక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, ఔషధ ఉత్పత్తి యొక్క పలుచన ద్రావణం శరీరంపై వైద్యం ప్రభావాన్ని చూపుతుందని పేర్కొంది. హోమియోపతి ప్రతిపాదకులు ఈ వైరుధ్యాన్ని "మెమరీ ఆఫ్ వాటర్" అనే భావనతో వివరిస్తారు, దీని ప్రకారం పరమాణు స్థాయిలో నీరు దానిలో ఒకసారి కరిగిన పదార్ధం యొక్క "జ్ఞాపకశక్తి"ని కలిగి ఉంటుంది మరియు అసలు ఏకాగ్రత యొక్క పరిష్కారం యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. పదార్ధం యొక్క ఒకే అణువు దానిలో ఉంటుంది.

హోమియోపతి సూత్రాలను విమర్శించిన క్వీన్స్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ బెల్ఫాస్ట్‌కు చెందిన ప్రొఫెసర్ మడేలిన్ ఎన్నిస్ నేతృత్వంలోని అంతర్జాతీయ శాస్త్రవేత్తల బృందం 2002లో ఈ భావనను ఎప్పటికీ తిప్పికొట్టడానికి ఒక ప్రయోగాన్ని నిర్వహించింది. ఫలితం విరుద్ధం.. తర్వాత శాస్త్రవేత్తలు వారు "నీటి జ్ఞాపకశక్తి" యొక్క ప్రభావం యొక్క వాస్తవికతను నిరూపించగలిగారు. అయినప్పటికీ, స్వతంత్ర నిపుణుల పర్యవేక్షణలో నిర్వహించిన ప్రయోగాలు ఫలితాలను తీసుకురాలేదు. "నీటి జ్ఞాపకశక్తి" అనే దృగ్విషయం యొక్క ఉనికి గురించి వివాదాలు కొనసాగుతున్నాయి.

ఈ వ్యాసంలో మనం కవర్ చేయని అనేక ఇతర అసాధారణ లక్షణాలను నీరు కలిగి ఉంది.

సాహిత్యం.

1. నీటి గురించి 5 నిజంగా విచిత్రమైన విషయాలు / http://www.neatorama.com.
2. నీటి రహస్యం: అరిస్టాటిల్-మ్పెంబా ప్రభావం యొక్క సిద్ధాంతం సృష్టించబడింది / http://www.o8ode.ru.
3. Nepomniachtchi N.N. నిర్జీవ స్వభావం యొక్క రహస్యాలు. విశ్వంలో అత్యంత రహస్యమైన పదార్ధం / http://www.bibliotekar.ru.