האם תהית אי פעם אם מים חמים באמת יכולים להקפיא מהר יותר ממים קרים ואם כן, איך זה עובד? אם כן, עליכם לדעת על אפקט Mpemba.
בפשטות, אפקט Mpemba הוא השם שניתן לתופעה כאשר מים חמים קופא מהר יותר מאשר מים קרים. למרות שההשפעה נצפתה במשך מאות שנים, היא לא פורסמה כתצפית מדעית עד 1968.
אפקט Mpemba נקרא על שם Erasto Mpemba, תלמיד בית ספר טנזני שטען כי גלידה תקפיא מהר יותר אם תחומם לפני שתוקפא. אף על פי שעמיתיו לעגו לו, Mpemba זכה לצחוק האחרון כאשר המדריך שלו ביצע ניסוי והדגים את ההשפעה. מפמבה והמנהל ד"ר דניס ג. אוסבורן ציין כי הזמן הדרוש להקפאת ההתחלה נמשך הארוך ביותר אם טמפרטורת המים ההתחלתית הייתה 25 מעלות צלזיוס ולקח הרבה פחות זמן אם טמפרטורת ההתחלה הייתה 90 מעלות צלזיוס.
הסיבות לכך שאפקט המפמבה קורה
מדענים אינם בטוחים לחלוטין מדוע מים חמים קופאים לפעמים מהר יותר מאשר מים קרים. לא תמיד נראה אפקט Mpemba - מים קרים קופאים לעיתים לפני מים חמים. ההסבר להשפעה קשור ככל הנראה לזיהומים במים המשמשים כאתרי גרעין להקפאה. גורמים אחרים עשויים לכלול:
- השפעה מאידוי מים חמים
- הסעה מוגברת במים חמים
- נטייה מוגברת של מים קרים לצינור העל בהשוואה למים חמים
- כמויות שונות של גזים מומסים במים קרים בהשוואה למים חמים
- השפעת היווצרות כפור - מים חמים נוטים להקפיא מקרקעיתם בעוד מים קרים נוטים להקפיא מלמעלה
- מוליכות תרמית, וגורמת למכל המים החמים להימס דרך קרח מבודד במקפיא, ועלול לחשוף את המיכל לשכבה קר יותר מתחת לקרח
למידע נוסף בנושא נקודת ההקפאה של המים.
מקורות
בורדג ', הנרי סי. "הטלת ספק באפקט המפמבה: מים חמים לא מתקררים מהר יותר מאשר קרים", מדווח Scientific דוחות כרך 6, פול פ. לינדן, מספר מאמר: 37665, 24 בנובמבר 2016.
ג'נג, Monwhea (2006). "מים חמים יכולים להקפיא מהר יותר מאשר קר ???". כתב העת האמריקני לפיזיקה. 74 (6): 514–522. arXiv: פיזיקה / 0512262. doi:10.1119/1.2186331
ג'ין, ג'ייוק; גודארד השלישי, ויליאם א. (2015). "מנגנונים העומדים בבסיס השפעת המפמבה במים מסימולציות של דינמיקה מולקולרית". כתב העת לכימיה פיזיקלית ג. 119 (5): 2622–2629. doi:10.1021 / jp511752n
טאו, יונוון; Zou, Wenli; ג'יה, ג'ונטנג; לי, וויי; קרמר, דיטר (2017). "דרכים שונות של קשירת מימן במים - מדוע מים חמים קופאים מהר יותר מאשר מים קרים?". כתב העת לתיאוריה וחישוב כימי. 13 (1): 55–76. doi:10.1021 / acs.jctc.6b00735