Par ko ūdens sasalst ātrāk, karsti vaiauksts, ietekmē daudz faktoru, bet pats jautājums šķiet mazliet dīvains. Tas ir saprotams, un tas ir zināms no fizikas, ka karstais ūdens vēl nepieciešams laiks, lai atdzist, lai aukstā ūdens temperatūra tiek salīdzināta vērsties ledus. Aukstā ūdens var izlaist šo soli, un, attiecīgi, laika gaitā tas uzvar.
Tas pats domāja fizikas skolotājam, kuru 1963. gadā studentu Erasto Mpemba jautāja, lai izskaidrotu, kāpēc nākamā saldējuma aukstā maisījums sasalst ilgāk nekā līdzīgs, bet karsts.
Tolaik skolotājs tikai uz to smējās, bet ganDeniss Osborne, fizikas profesors, kurš reiz brauca uz to pašu skolu, kur viņš pētīja Erasto, eksperimentāli apstiprināts tas, ka šādas ietekmes, gan paskaidrojums, ja tas nav. In 1969, populārajā zinātnes žurnāla publicēja kopīgu dokumentu par diviem vīriešiem, kuri ir aprakstītas šāda veida iedarbību.
Protams, pat agrāk šī parādība bijavieta ir, un tas tika minēts citu zinātnieku darbos. Ne tikai students bija ieinteresēts šajā jautājumā, bet arī Francis Bacon, Rene Dekartes un pat Aristotelis domāja par to.
Tāpat kā saldējuma gadījumā, ne tikai parastseksperimenta laikā ūdens sasalst. Jābūt noteiktiem nosacījumiem, lai sāktu apgalvot, kurš ūdens sasalst ātrāk - auksts vai karstāks. Kas ietekmē šī procesa gaitu?
Tagad, 21. gadsimtā, ir izvirzītas vairākas iespējas,kas var izskaidrot šo paradoksu. Tas, ka ūdens sasalst ātrāk, karstāks vai auksts, var būt atkarīgs no tā, ka karstā ūdenī ir augstāks iztvaikošanas ātrums nekā aukstumam. Tādējādi tā tilpums samazinās, un ar tilpuma samazināšanos un sasalšanas laiku kļūst mazāks nekā tad, ja mēs uzņemam līdzīgu sākotnējo tilpumu auksta ūdens.
Par kāda veida ūdeni sasalst ātrāk un kāpēc tas irnotiek, var ietekmēt sniega uzliku, kas var notikt eksperimentā izmantotajā ledusskapja saldētavā. Ja mēs ņemam divi konteineri ir identiska izmēra, bet viens no tiem būs karsta ūdens, un otrā - aukstā ūdens traukā ar karstu kausējuma zem sniega, tādējādi uzlabojot siltuma kontakta slāni ar ledusskapi sienas. Tvertne ar aukstu ūdeni to nevar izdarīt. Ja ledusskapī nav oderes ar sniegu, aukstam ūdenim vajadzētu ātrāk sasaldēt.
Arī parādība, kas ūdeni sasalst ātrāk- karstu vai aukstu, tiek izskaidrots šādi. Pēc dažiem likumiem, no augšējiem slāņiem sāk sasaldēt aukstu ūdeni, bet karstumā tas notiek pretēji - tas sāk iesaldēt no apakšas uz augšu. Tādējādi šķiet, ka auksts ūdens, kam virsējo slāni ar aukstās vietās jau veidojas ledus pati pasliktinās tik procesus konvekcijas un siltuma starojumu, tādējādi paskaidroja kāda ūdens sasalst ātrāk - karstu vai aukstu. Fotoattēli no amatieru eksperimentiem ir pievienoti, un šeit tas ir skaidri redzams.
Siltums iziet, virzīties uz augšu un turnotiek ar ļoti atdzesētu slāni. Siltuma starojumam nav brīvas ceļa, tāpēc dzesēšanas process kļūst grūtāks. Šādiem šķēršļiem savā ceļā pilnīgi nav karstā ūdens. Kas sasalst ātrāk - karsti vai auksti, tas ir atkarīgs no tā, ko iespējams iznākums var pagarināt atbildi, ka jebkura ūdens ir noteiktu vielu tajā izšķīdis.
Ja jūs neapkrāpsieties un neizmantojiet ūdeni artas pats sastāvs, kurā dažu vielu koncentrācijas ir identiskas, tad aukstam ūdenim vajadzētu ātrāk sasaldēt. Bet, ja ir situācija, kad izšķīdušie ķīmiskie elementi ir pieejami tikai karstā ūdenī, un aukstā ūdenī to nav, tad ir iespēja karstā ūdens iesaldēšanai agrāk. Tas izskaidrojams ar faktu, ka ūdenī izšķīdušās vielas veido kristalizācijas centrus, un ar mazu šo centru skaitu ir grūti pārveidot ūdeni cietā stāvoklī. Tas pat ir iespējams ūdens pārtvaicēt tādā nozīmē, ka mīnus temperatūrā tas būs šķidrā stāvoklī.
Bet visas šīs versijas acīmredzot pilnībā neatbilda zinātniekiem, un viņi turpināja strādāt pie šī jautājuma. 2013. gadā Singapūras pētnieku komanda sacīja, ka viņiem izdevās atrisināt senatnīgu mīklu.
Turpmāka informācija, par kuruIr nepieciešams, lai ķīmijā būtu zināmas zināšanas, lai noskaidrotu, kurš ūdens sasalst ātrāk - karstu vai aukstu. Kā zināms, ūdens molekula sastāv no diviem H atomiem (ūdeņradis) un viens atoms O (skābeklis), kas tiek turēts kopā ar kovalentām saitēm.
Bet arī vienas molekulas ūdeņraža atomus piesaista blakus esošās molekulas, to skābekļa sastāvdaļa. Tie ir šie savienojumi, kurus sauc par ūdeņraža saitēm.
Jāatceras, ka tajā pašā laikāūdens molekulas darbojas viens pret otru atgrūžos. Zinātnieki atzīmēja, ka, kad ūdens tiek uzkarsēts starp tās molekulām, attālums palielinās, un to atvieglo vienkārši atgrūšanas spēki. Izrādās, ka ūdeņraža saites, kas atrodas vienā attālumā starp molekulām aukstajā stāvoklī, var teikt, ka tās stiepjas, un tām ir lielāks enerģijas daudzums. Tas ir enerģijas rezerves, kas atbrīvojas, kad ūdens molekulas sāk savstarpēji tuvināties, tas ir, notiek dzesēšana. Izrādās, ka lielāks enerģijas daudzums karstā ūdenī un tā lielāks atbrīvojums, ja tas ir atdzisis līdz mīnusa temperatūrai, notiek ātrāk nekā aukstā ūdenī, kam ir mazāka enerģija. Tātad, kāds ūdens sasalst ātrāk - auksts vai karsts? Uz ielas un laboratorijā jānotiek Mpemba paradoksam, un karstam ūdenim ir jāpārvēršas lejā ātrāk.
Ir tikai teorētiskais apstiprinājumsŠis pavediens - viss tas ir rakstīts skaistas formulas, un tas šķiet ticams. Bet, ja eksperimentu rezultāti, kas ūdens sasalst ātrāk - auksti vai karsti, tiks piegādāts praktiskā ziņā, un to rezultāti tiks iesniegti, tad tas būs iespējams apsvērt jautājumu par paradoksu Mpemba slēgts.
</ p>
