એવા ઘણા પરિબળો છે જે પ્રભાવિત કરે છે કે કયા પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે, ગરમ કે ઠંડું, પરંતુ પ્રશ્ન પોતે જ થોડો વિચિત્ર લાગે છે. સૂચિતાર્થ, અને આ ભૌતિકશાસ્ત્રમાંથી જાણીતું છે, એ છે કે ગરમ પાણીને બરફમાં ફેરવવા માટે ઠંડા પાણીના તાપમાનની સરખામણીમાં ઠંડુ થવા માટે હજુ પણ સમયની જરૂર છે. ઠંડુ પાણી આ તબક્કાને છોડી શકે છે, અને, તે મુજબ, તે સમય મેળવે છે.

પરંતુ ઠંડા અથવા ગરમ - બહાર ઠંડામાં કયા પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે તે પ્રશ્નનો જવાબ, ઉત્તરીય અક્ષાંશનો કોઈપણ રહેવાસી જાણે છે. હકીકતમાં, વૈજ્ઞાનિક રીતે, તે તારણ આપે છે કે કોઈ પણ સંજોગોમાં, ઠંડુ પાણી ફક્ત ઝડપથી સ્થિર થવા માટે બંધાયેલું છે.

ભૌતિકશાસ્ત્રના શિક્ષક, જેમની સાથે શાળાના છોકરા એરાસ્ટો એમ્પેમ્બાએ 1963માં સંપર્ક કર્યો હતો, તેણે ભાવિ આઈસ્ક્રીમના ઠંડા મિશ્રણને સમાન, પરંતુ ગરમ કરતાં સ્થિર થવામાં વધુ સમય કેમ લાગે છે તે સમજાવવાની વિનંતી સાથે તે જ વિચાર્યું.

"આ સાર્વત્રિક ભૌતિકશાસ્ત્ર નથી, પરંતુ અમુક પ્રકારનું એમપેમ્બા ભૌતિકશાસ્ત્ર છે"

તે સમયે, શિક્ષક ફક્ત આ જોઈને હસ્યા, પરંતુ ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રોફેસર ડેનિસ ઓસ્બોર્ન, જેમણે એક સમયે તે જ શાળાની મુલાકાત લીધી હતી જ્યાં એરાસ્ટોએ અભ્યાસ કર્યો હતો, પ્રાયોગિક રીતે આવી અસરની હાજરીની પુષ્ટિ કરી હતી, જો કે તે સમયે તેના માટે કોઈ સમજૂતી નહોતી. 1969 માં, આ બે લોકોનો સંયુક્ત લેખ લોકપ્રિય વૈજ્ઞાનિક જર્નલમાં પ્રકાશિત થયો હતો, જેણે આ વિચિત્ર અસરનું વર્ણન કર્યું હતું.

ત્યારથી, માર્ગ દ્વારા, કયા પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે - ગરમ કે ઠંડુ - તેના પોતાના નામ છે - એમપેમ્બા અસર, અથવા વિરોધાભાસ.

પ્રશ્ન લાંબા સમયથી ચાલી રહ્યો છે

સ્વાભાવિક રીતે, આવી ઘટના પહેલા બની હતી, અને અન્ય વૈજ્ઞાનિકોના કાર્યોમાં તેનો ઉલ્લેખ કરવામાં આવ્યો હતો. આ મુદ્દામાં માત્ર શાળાના બાળકોને જ રસ ન હતો, પણ રેને ડેસકાર્ટેસ અને એરિસ્ટોટલ પણ એક યા બીજા સમયે તેના વિશે વિચારતા હતા.

પરંતુ તેઓએ વીસમી સદીના અંતમાં જ આ વિરોધાભાસને ઉકેલવા માટેના અભિગમો શોધવાનું શરૂ કર્યું.

વિરોધાભાસ થવા માટેની શરતો

આઈસ્ક્રીમની જેમ, તે માત્ર સાદા પાણી નથી જે પ્રયોગ દરમિયાન થીજી જાય છે. કયા પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે - ઠંડુ કે ગરમ તે અંગે દલીલ કરવાનું શરૂ કરવા માટે અમુક શરતો હાજર હોવી આવશ્યક છે. આ પ્રક્રિયાના કોર્સને શું અસર કરે છે?

હવે, 21મી સદીમાં, આ વિરોધાભાસને સમજાવી શકે તેવા ઘણા વિકલ્પો આગળ મૂકવામાં આવ્યા છે. કયું પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે, ગરમ કે ઠંડુ, તે હકીકત પર આધાર રાખે છે કે તે ઠંડા પાણી કરતાં વધુ બાષ્પીભવન દર ધરાવે છે. આમ, તેનું પ્રમાણ ઘટે છે, અને જેમ જેમ વોલ્યુમ ઘટે છે તેમ, ઠંડું થવાનો સમય જો આપણે ઠંડા પાણીના સમાન પ્રારંભિક જથ્થાને લઈએ તો તેના કરતા ઓછો થાય છે.

તમે ફ્રીઝરને ડિફ્રોસ્ટ કર્યાને થોડો સમય થઈ ગયો છે.

કયું પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે અને શા માટે આવું થાય છે તે બરફના અસ્તરથી પ્રભાવિત થઈ શકે છે જે પ્રયોગ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા રેફ્રિજરેટરના ફ્રીઝરમાં હાજર હોઈ શકે છે. જો તમે બે કન્ટેનર લો છો જે વોલ્યુમમાં સમાન હોય છે, પરંતુ તેમાંથી એકમાં ગરમ પાણી હોય છે અને બીજું ઠંડુ હોય છે, તો ગરમ પાણી સાથેનું કન્ટેનર નીચેનો બરફ ઓગળી જશે, જેનાથી રેફ્રિજરેટરની દિવાલ સાથે થર્મલ સ્તરના સંપર્કમાં સુધારો થશે. ઠંડા પાણીનો કન્ટેનર આ કરી શકતું નથી. જો રેફ્રિજરેટરના કમ્પાર્ટમેન્ટમાં બરફ સાથે આવી કોઈ અસ્તર ન હોય, તો ઠંડુ પાણી ઝડપથી જામી જવું જોઈએ.

ટોચ - નીચે

ઉપરાંત, જે ઘટનામાં પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે - ગરમ કે ઠંડુ - તે નીચે પ્રમાણે સમજાવવામાં આવ્યું છે. અમુક નિયમોને અનુસરીને, ઠંડુ પાણી ઉપલા સ્તરોમાંથી સ્થિર થવાનું શરૂ કરે છે, જ્યારે ગરમ પાણી તેનાથી વિરુદ્ધ કરે છે - તે નીચેથી ઉપર થીજવાનું શરૂ કરે છે. તે તારણ આપે છે કે ઠંડા પાણી, બરફની ટોચ પર ઠંડા પડ સાથે પહેલેથી જ સ્થાનો પર રચાયેલ છે, આમ સંવહન અને થર્મલ રેડિયેશનની પ્રક્રિયાઓને વધુ ખરાબ કરે છે, જેનાથી તે સમજાવે છે કે કયું પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે - ઠંડુ કે ગરમ. કલાપ્રેમી પ્રયોગોના ફોટા જોડાયેલા છે, અને તે અહીં સ્પષ્ટપણે જોઈ શકાય છે.

ગરમી બહાર જાય છે, ઉપર તરફ ધસી આવે છે, અને ત્યાં તે ખૂબ જ ઠંડી પડને મળે છે. ગરમીના કિરણોત્સર્ગ માટે કોઈ મુક્ત માર્ગ નથી, તેથી ઠંડકની પ્રક્રિયા મુશ્કેલ બને છે. ગરમ પાણીને તેના માર્ગમાં આવી કોઈ અવરોધો નથી. જે ઝડપથી થીજી જાય છે - ઠંડુ અથવા ગરમ, જેના પર સંભવિત પરિણામ નિર્ભર છે, તમે જવાબને વિસ્તૃત કરી શકો છો કે કોઈપણ પાણીમાં ચોક્કસ પદાર્થો ઓગળેલા છે.

પરિણામને અસર કરતા પરિબળ તરીકે પાણીમાં રહેલી અશુદ્ધિઓ

જો તમે છેતરપિંડી ન કરો અને સમાન રચના સાથે પાણીનો ઉપયોગ કરો, જ્યાં ચોક્કસ પદાર્થોની સાંદ્રતા સમાન હોય, તો ઠંડુ પાણી ઝડપથી સ્થિર થવું જોઈએ. પરંતુ જો એવી પરિસ્થિતિ સર્જાય કે જ્યાં ઓગળેલા રાસાયણિક તત્વો ફક્ત ગરમ પાણીમાં જ હાજર હોય, અને ઠંડા પાણીમાં તે ન હોય, તો ગરમ પાણીને અગાઉ થીજી જવાની તક મળે છે. આ એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવ્યું છે કે પાણીમાં ઓગળેલા પદાર્થો સ્ફટિકીકરણ કેન્દ્રો બનાવે છે, અને આ કેન્દ્રોની થોડી સંખ્યા સાથે, પાણીનું ઘન સ્થિતિમાં રૂપાંતર મુશ્કેલ છે. તે પણ શક્ય છે કે પાણી સુપરકૂલ્ડ હશે, તે અર્થમાં કે સબ-શૂન્ય તાપમાને તે પ્રવાહી સ્થિતિમાં હશે.

પરંતુ આ બધી આવૃત્તિઓ, દેખીતી રીતે, વૈજ્ઞાનિકોને સંપૂર્ણપણે અનુકૂળ ન હતી અને તેઓએ આ મુદ્દા પર કામ કરવાનું ચાલુ રાખ્યું. 2013 માં, સિંગાપોરમાં સંશોધકોની એક ટીમે કહ્યું કે તેઓએ વર્ષો જૂનું રહસ્ય ઉકેલ્યું છે.

ચાઇનીઝ વૈજ્ઞાનિકોના એક જૂથે દાવો કર્યો છે કે આ અસરનું રહસ્ય તેના બોન્ડ્સમાં પાણીના અણુઓ વચ્ચે સંગ્રહિત ઊર્જાના જથ્થામાં રહેલું છે, જેને હાઇડ્રોજન બોન્ડ કહેવાય છે.

ચીની વૈજ્ઞાનિકો તરફથી જવાબ

નીચેની માહિતી છે, જે સમજવા માટે તમારે રસાયણશાસ્ત્રનું થોડું જ્ઞાન હોવું જરૂરી છે તે સમજવા માટે કે કયું પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે - ગરમ કે ઠંડુ. જેમ જાણીતું છે, તેમાં બે H (હાઇડ્રોજન) અણુ અને એક O (ઓક્સિજન) અણુનો સમાવેશ થાય છે, જે સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવે છે.

પણ એક પરમાણુના હાઇડ્રોજન અણુઓ પડોશી અણુઓ તરફ આકર્ષાય છે, તેમના ઓક્સિજન ઘટક તરફ. આ બોન્ડને હાઇડ્રોજન બોન્ડ કહેવામાં આવે છે.

તે યાદ રાખવું યોગ્ય છે કે તે જ સમયે, પાણીના અણુઓ એકબીજા પર પ્રતિકૂળ અસર કરે છે. વૈજ્ઞાનિકોએ નોંધ્યું છે કે જ્યારે પાણી ગરમ થાય છે, ત્યારે તેના પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર વધે છે, અને આને પ્રતિકૂળ દળો દ્વારા સુવિધા આપવામાં આવે છે. તે તારણ આપે છે કે ઠંડા સ્થિતિમાં પરમાણુઓ વચ્ચે સમાન અંતર પર કબજો કરીને, તેઓ ખેંચાય છે તેમ કહી શકાય, અને તેમની પાસે ઊર્જાનો વધુ પુરવઠો છે. આ ઊર્જા અનામત છે જે જ્યારે પાણીના અણુઓ એકબીજાની નજીક જવાનું શરૂ કરે છે, એટલે કે ઠંડક થાય છે ત્યારે મુક્ત થાય છે. તે તારણ આપે છે કે ગરમ પાણીમાં ઊર્જાનો મોટો ભંડાર, અને ઉપ-શૂન્ય તાપમાને ઠંડુ થાય ત્યારે તેનું વધુ પ્રકાશન, ઠંડા પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી થાય છે, જેમાં આવી ઉર્જાનો ઓછો ભંડાર હોય છે. તો કયું પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે - ઠંડુ કે ગરમ? શેરીમાં અને પ્રયોગશાળામાં, એમપેમ્બાનો વિરોધાભાસ થવો જોઈએ, અને ગરમ પાણી ઝડપથી બરફમાં ફેરવાઈ જવું જોઈએ.

પરંતુ પ્રશ્ન હજુ પણ ખુલ્લો છે

આ ઉકેલની માત્ર સૈદ્ધાંતિક પુષ્ટિ છે - આ બધું સુંદર સૂત્રોમાં લખાયેલું છે અને બુદ્ધિગમ્ય લાગે છે. પરંતુ જ્યારે પ્રાયોગિક ડેટા કે જેના પર પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે - ગરમ અથવા ઠંડુ - વ્યવહારિક ઉપયોગમાં મૂકવામાં આવે છે, અને તેના પરિણામો રજૂ કરવામાં આવે છે, ત્યારે Mpemba ના વિરોધાભાસનો પ્રશ્ન બંધ ગણી શકાય.

1963 માં, ઇરાસ્ટો એમપેમ્બા નામના તાંઝાનિયાના એક શાળાના છોકરાએ તેના શિક્ષકને એક મૂર્ખ પ્રશ્ન પૂછ્યો - શા માટે તેના ફ્રીઝરમાં ગરમ આઈસ્ક્રીમ ઠંડા કરતાં વધુ ઝડપથી જામી ગયો?

તાન્ઝાનિયામાં મગામ્બી હાઈસ્કૂલમાં વિદ્યાર્થી તરીકે, એરાસ્ટો એમ્પેમ્બાએ રસોઈયા તરીકે વ્યવહારુ કામ કર્યું. તેને હોમમેઇડ આઈસ્ક્રીમ બનાવવાની જરૂર હતી - દૂધ ઉકાળો, તેમાં ખાંડ ઓગાળો, તેને ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ કરો અને પછી તેને ફ્રીઝ કરવા માટે રેફ્રિજરેટરમાં મૂકો. દેખીતી રીતે, Mpemba ખાસ કરીને મહેનતું વિદ્યાર્થી ન હતો અને કાર્યનો પ્રથમ ભાગ પૂર્ણ કરવામાં વિલંબ થયો. પાઠના અંત સુધીમાં તે તૈયાર નહીં થાય તે ડરથી, તેણે રેફ્રિજરેટરમાં હજી પણ ગરમ દૂધ મૂક્યું. તેના આશ્ચર્યની વાત એ છે કે તે આપેલ ટેક્નોલોજી અનુસાર તૈયાર કરેલા તેના સાથીઓના દૂધ કરતાં પણ વહેલું થીજી ગયું.

તે સ્પષ્ટતા માટે ભૌતિકશાસ્ત્રના શિક્ષક તરફ વળ્યો, પરંતુ તે વિદ્યાર્થી પર માત્ર હસ્યા અને નીચેની વાત કહી: "આ સાર્વત્રિક ભૌતિકશાસ્ત્ર નથી, પરંતુ એમપેમ્બા ભૌતિકશાસ્ત્ર છે." આ પછી, એમપેમ્બાએ માત્ર દૂધ સાથે જ નહીં, પરંતુ સામાન્ય પાણી સાથે પણ પ્રયોગ કર્યો.

કોઈ પણ સંજોગોમાં, મકવાવા માધ્યમિક શાળામાં પહેલેથી જ એક વિદ્યાર્થી તરીકે, તેણે દાર એસ સલામમાં યુનિવર્સિટી કોલેજના પ્રોફેસર ડેનિસ ઓસ્બોર્નને (વિદ્યાર્થીઓને ભૌતિકશાસ્ત્ર પર પ્રવચન આપવા માટે શાળાના ડિરેક્ટર દ્વારા આમંત્રિત કર્યા) ખાસ કરીને પાણી વિશે પૂછ્યું: “જો તમે લો પાણીના સમાન જથ્થાવાળા બે સમાન કન્ટેનર જેથી તેમાંના એકમાં પાણીનું તાપમાન 35 ° સે હોય, અને બીજામાં - 100 ° સે, અને તેને ફ્રીઝરમાં મૂકો, પછી બીજામાં પાણી ઝડપથી થીજી જશે. કેમ?" ઓસ્બોર્નને આ મુદ્દામાં રસ પડ્યો અને ટૂંક સમયમાં, 1969 માં, તેણે અને એમપેમ્બાએ ભૌતિકશાસ્ત્ર શિક્ષણ જર્નલમાં તેમના પ્રયોગોના પરિણામો પ્રકાશિત કર્યા. ત્યારથી, તેઓએ શોધેલી અસરને Mpemba અસર કહેવામાં આવે છે.

શું તમને એ જાણવામાં રસ છે કે આવું શા માટે થાય છે? થોડા વર્ષો પહેલા, વૈજ્ઞાનિકો આ ઘટનાને સમજાવવામાં સફળ થયા હતા ...

Mpemba Effect (Mpemba Paradox) એ એક વિરોધાભાસ છે જે જણાવે છે કે અમુક પરિસ્થિતિઓમાં ગરમ પાણી ઠંડા પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી થીજી જાય છે, જો કે તે ઠંડું કરવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન ઠંડા પાણીના તાપમાનને પસાર કરે છે. આ વિરોધાભાસ એ પ્રાયોગિક હકીકત છે જે સામાન્ય વિચારોનો વિરોધાભાસ કરે છે, જે મુજબ, સમાન પરિસ્થિતિઓમાં, વધુ ગરમ શરીરને સમાન તાપમાને ઠંડુ થવા કરતાં ઓછા ગરમ શરીરને ચોક્કસ તાપમાને ઠંડુ થવામાં વધુ સમય લાગે છે.

આ ઘટના એરિસ્ટોટલ, ફ્રાન્સિસ બેકોન અને રેને ડેસકાર્ટેસ દ્વારા તેમના સમયમાં નોંધવામાં આવી હતી. અત્યાર સુધી, આ વિચિત્ર અસરને કેવી રીતે સમજાવવી તે કોઈને બરાબર ખબર નથી. વૈજ્ઞાનિકો પાસે એક જ સંસ્કરણ નથી, જો કે ત્યાં ઘણા છે. આ બધું ગરમ અને ઠંડા પાણીના ગુણધર્મોમાં તફાવત વિશે છે, પરંતુ તે હજી સુધી સ્પષ્ટ નથી કે આ કિસ્સામાં કયા ગુણધર્મો ભૂમિકા ભજવે છે: સુપરકૂલિંગ, બાષ્પીભવન, બરફની રચના, સંવહન અથવા પાણી પર લિક્વિફાઇડ વાયુઓની અસરમાં તફાવત. વિવિધ તાપમાન. Mpemba અસરનો વિરોધાભાસ એ છે કે જે સમય દરમિયાન શરીર આસપાસના તાપમાને ઠંડુ થાય છે તે સમય આ શરીર અને પર્યાવરણ વચ્ચેના તાપમાનના તફાવતના પ્રમાણસર હોવો જોઈએ. આ કાયદો ન્યૂટન દ્વારા સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો હતો અને ત્યારથી વ્યવહારમાં ઘણી વખત તેની પુષ્ટિ કરવામાં આવી છે. આ અસરમાં, 100 ° સે તાપમાન સાથેનું પાણી 35 ° સે તાપમાનવાળા પાણીની સમાન માત્રા કરતાં 0 ° સે તાપમાને ઝડપથી ઠંડુ થાય છે.

ત્યારથી, વિવિધ સંસ્કરણો વ્યક્ત કરવામાં આવ્યા છે, જેમાંથી એક નીચે મુજબ છે: ગરમ પાણીનો ભાગ પ્રથમ સરળ રીતે બાષ્પીભવન થાય છે, અને પછી, જ્યારે તે ઓછું રહે છે, ત્યારે પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે. આ સંસ્કરણ, તેની સરળતાને લીધે, સૌથી વધુ લોકપ્રિય બન્યું, પરંતુ વૈજ્ઞાનિકોને સંપૂર્ણપણે સંતુષ્ટ ન કર્યું.

હવે સિંગાપોરની નાન્યાંગ ટેક્નોલોજિકલ યુનિવર્સિટીના સંશોધકોની એક ટીમ, રસાયણશાસ્ત્રી ઝી ઝાંગની આગેવાની હેઠળ, કહે છે કે તેઓએ વર્ષો જૂનું રહસ્ય ઉકેલ્યું છે કે શા માટે ગરમ પાણી ઠંડા પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી થીજી જાય છે. જેમ કે ચાઇનીઝ નિષ્ણાતોએ શોધી કાઢ્યું છે, રહસ્ય પાણીના અણુઓ વચ્ચે હાઇડ્રોજન બોન્ડમાં સંગ્રહિત ઊર્જાની માત્રામાં રહેલું છે.

જેમ તમે જાણો છો, પાણીના અણુઓમાં એક ઓક્સિજન અણુ અને બે હાઇડ્રોજન પરમાણુ સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવે છે, જે કણોના સ્તરે ઇલેક્ટ્રોનના વિનિમય જેવા દેખાય છે. અન્ય જાણીતી હકીકત એ છે કે હાઇડ્રોજન અણુઓ પડોશી અણુઓમાંથી ઓક્સિજન પરમાણુ તરફ આકર્ષાય છે - હાઇડ્રોજન બોન્ડ રચાય છે.

તે જ સમયે, પાણીના અણુઓ સામાન્ય રીતે એકબીજાને ભગાડે છે. સિંગાપોરના વિજ્ઞાનીઓએ નોંધ્યું: પાણી જેટલું ગરમ થાય છે, તેટલા પ્રવાહીના પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર પ્રતિકૂળ દળોમાં વધારો થવાને કારણે. પરિણામે, હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ ખેંચાય છે અને તેથી વધુ ઊર્જા સંગ્રહિત કરે છે. જ્યારે પાણી ઠંડુ થાય છે ત્યારે આ ઉર્જા બહાર આવે છે - પરમાણુઓ એકબીજાની નજીક જાય છે. અને ઊર્જાનું પ્રકાશન, જેમ કે જાણીતું છે, એટલે ઠંડક.

અહીં વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા આગળ મૂકવામાં આવેલી ધારણાઓ છે:

બાષ્પીભવન

કન્ટેનરમાંથી ગરમ પાણી ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે, જેનાથી તેનું પ્રમાણ ઘટે છે અને સમાન તાપમાને પાણીની નાની માત્રા ઝડપથી થીજી જાય છે. 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ગરમ કરવામાં આવેલું પાણી જ્યારે 0 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ઠંડુ થાય છે ત્યારે તેના 16% દળ ગુમાવે છે. બાષ્પીભવનની અસર ડબલ અસર છે. સૌ પ્રથમ, ઠંડક માટે જરૂરી પાણીનો જથ્થો ઘટે છે. અને બીજું, બાષ્પીભવનને કારણે તેનું તાપમાન ઘટે છે.

તાપમાન તફાવત

હકીકત એ છે કે ગરમ પાણી અને ઠંડી હવા વચ્ચે તાપમાનનો તફાવત વધારે છે, તેથી, આ કિસ્સામાં ગરમીનું વિનિમય વધુ તીવ્ર છે અને ગરમ પાણી ઝડપથી ઠંડુ થાય છે.

હાયપોથર્મિયા
જ્યારે પાણી 0°C થી નીચે ઠંડુ થાય છે ત્યારે તે હંમેશા થીજી જતું નથી. કેટલીક પરિસ્થિતિઓમાં, તે ઠંડું કરતા ઓછા તાપમાને પ્રવાહી રહેવાનું ચાલુ રાખીને સુપરકૂલિંગમાંથી પસાર થઈ શકે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, પાણી -20 ° સે તાપમાને પણ પ્રવાહી રહી શકે છે. આ અસરનું કારણ એ છે કે પ્રથમ બરફના સ્ફટિકો બનવાનું શરૂ કરવા માટે, સ્ફટિક રચના કેન્દ્રોની જરૂર છે. જો તેઓ પ્રવાહી પાણીમાં હાજર ન હોય, તો પછી સ્ફટિકો સ્વયંભૂ બનવા માટે તાપમાન પૂરતું ઘટે ત્યાં સુધી સુપરકૂલિંગ ચાલુ રહેશે. જ્યારે તેઓ સુપરકૂલ્ડ લિક્વિડમાં બનવાનું શરૂ કરે છે, ત્યારે તેઓ ઝડપથી વધવા લાગશે, સ્લશ બરફ બનાવશે, જે બરફ બનાવવા માટે જામી જશે. ગરમ પાણી હાયપોથર્મિયા માટે સૌથી વધુ સંવેદનશીલ છે કારણ કે તેને ગરમ કરવાથી ઓગળેલા વાયુઓ અને પરપોટા દૂર થાય છે, જે બદલામાં બરફના સ્ફટિકોની રચના માટે કેન્દ્ર તરીકે કામ કરી શકે છે. હાયપોથર્મિયા શા માટે ગરમ પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે? ઠંડા પાણીના કિસ્સામાં જે સુપરકૂલ્ડ નથી, નીચે મુજબ થાય છે: તેની સપાટી પર બરફનો પાતળો પડ રચાય છે, જે પાણી અને ઠંડી હવા વચ્ચે ઇન્સ્યુલેટર તરીકે કામ કરે છે અને તેથી વધુ બાષ્પીભવન અટકાવે છે. આ કિસ્સામાં બરફના સ્ફટિકોની રચનાનો દર ઓછો હશે. સુપરકૂલિંગને આધિન ગરમ પાણીના કિસ્સામાં, સુપરકૂલ્ડ પાણીમાં બરફનું રક્ષણાત્મક સપાટીનું સ્તર હોતું નથી. તેથી, તે ખુલ્લા ટોચ દ્વારા ખૂબ ઝડપથી ગરમી ગુમાવે છે. જ્યારે સુપરકૂલિંગ પ્રક્રિયા સમાપ્ત થાય છે અને પાણી થીજી જાય છે, ત્યારે વધુ ગરમી નષ્ટ થાય છે અને તેથી વધુ બરફ બને છે. આ અસરના ઘણા સંશોધકો એમપેમ્બા અસરના કિસ્સામાં હાયપોથર્મિયાને મુખ્ય પરિબળ માને છે.
સંવહન

ઠંડુ પાણી ઉપરથી થીજવાનું શરૂ કરે છે, જેનાથી ગરમીના કિરણોત્સર્ગ અને સંવહનની પ્રક્રિયાઓ વધુ ખરાબ થાય છે, અને તેથી ગરમીનું નુકશાન થાય છે, જ્યારે ગરમ પાણી નીચેથી થીજી જવા લાગે છે. આ અસર પાણીની ઘનતામાં વિસંગતતા દ્વારા સમજાવવામાં આવી છે. પાણીની મહત્તમ ઘનતા 4°C છે. જો તમે પાણીને 4°C સુધી ઠંડુ કરો અને તેને નીચા તાપમાનવાળા વાતાવરણમાં મૂકો, તો પાણીની સપાટીનું સ્તર ઝડપથી જામી જશે. કારણ કે આ પાણી 4°C પર પાણી કરતાં ઓછું ગાઢ છે, તે સપાટી પર રહેશે, એક પાતળું ઠંડુ પડ બનાવશે. આ પરિસ્થિતિઓમાં, થોડા જ સમયમાં પાણીની સપાટી પર બરફનું પાતળું પડ રચાય છે, પરંતુ બરફનો આ સ્તર ઇન્સ્યુલેટર તરીકે કામ કરશે, જે પાણીના નીચેના સ્તરોને સુરક્ષિત કરશે, જે 4 ° સે તાપમાને રહેશે. . તેથી, વધુ ઠંડક પ્રક્રિયા ધીમી હશે. ગરમ પાણીના કિસ્સામાં, પરિસ્થિતિ સંપૂર્ણપણે અલગ છે. બાષ્પીભવન અને તાપમાનના વધુ તફાવતને કારણે પાણીની સપાટીનું સ્તર વધુ ઝડપથી ઠંડું થશે. ઉપરાંત, ઠંડા પાણીના સ્તરો ગરમ પાણીના સ્તરો કરતાં વધુ ગીચ હોય છે, તેથી ઠંડા પાણીનું સ્તર નીચે ડૂબી જશે, જે ગરમ પાણીના સ્તરને સપાટી પર લાવશે. પાણીનું આ પરિભ્રમણ તાપમાનમાં ઝડપી ઘટાડો સુનિશ્ચિત કરે છે. પરંતુ શા માટે આ પ્રક્રિયા સંતુલન બિંદુ સુધી પહોંચતી નથી? સંવહનના દૃષ્ટિકોણથી એમપેમ્બા અસરને સમજાવવા માટે, એવું માનવું જરૂરી છે કે પાણીના ઠંડા અને ગરમ સ્તરો અલગ પડે છે અને સરેરાશ પાણીનું તાપમાન 4 ° સે નીચે જાય પછી સંવહન પ્રક્રિયા પોતે જ ચાલુ રહે છે. જો કે, આ પૂર્વધારણાને સમર્થન આપવા માટે કોઈ પ્રાયોગિક પુરાવા નથી કે પાણીના ઠંડા અને ગરમ સ્તરો સંવહનની પ્રક્રિયા દ્વારા અલગ પડે છે.

પાણીમાં ઓગળેલા વાયુઓ

પાણીમાં હંમેશા ઓગળેલા વાયુઓ હોય છે - ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ. આ વાયુઓમાં પાણીના થીજબિંદુને ઘટાડવાની ક્ષમતા હોય છે. જ્યારે પાણી ગરમ થાય છે, ત્યારે આ વાયુઓ પાણીમાંથી મુક્ત થાય છે કારણ કે ઊંચા તાપમાને પાણીમાં તેમની દ્રાવ્યતા ઓછી હોય છે. તેથી, જ્યારે ગરમ પાણી ઠંડુ થાય છે, ત્યારે તેમાં હંમેશા ગરમ ન કરેલા ઠંડા પાણી કરતાં ઓછા ઓગળેલા વાયુઓ હોય છે. તેથી, ગરમ પાણીનું ઠંડું બિંદુ વધારે છે અને તે ઝડપથી થીજી જાય છે. આ પરિબળને કેટલીકવાર Mpemba અસર સમજાવવામાં મુખ્ય તરીકે ગણવામાં આવે છે, જો કે આ હકીકતની પુષ્ટિ કરતો કોઈ પ્રાયોગિક ડેટા નથી.

થર્મલ વાહકતા

જ્યારે નાના કન્ટેનરમાં રેફ્રિજરેટર કમ્પાર્ટમેન્ટ ફ્રીઝરમાં પાણી મૂકવામાં આવે ત્યારે આ પદ્ધતિ નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવી શકે છે. આ પરિસ્થિતિઓમાં, એવું જોવામાં આવ્યું છે કે ગરમ પાણીનો કન્ટેનર નીચે ફ્રીઝરમાં બરફને ઓગળે છે, જેનાથી ફ્રીઝરની દીવાલ અને થર્મલ વાહકતા સાથે થર્મલ સંપર્કમાં સુધારો થાય છે. પરિણામે, ગરમ પાણીના કન્ટેનરમાંથી ગરમી ઠંડા કરતાં વધુ ઝડપથી દૂર કરવામાં આવે છે. બદલામાં, ઠંડા પાણી સાથેનો કન્ટેનર નીચેનો બરફ ઓગળતો નથી. આ તમામ (તેમજ અન્ય) પરિસ્થિતિઓનો ઘણા પ્રયોગોમાં અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો, પરંતુ પ્રશ્નનો એક અસ્પષ્ટ જવાબ - તેમાંથી જે એમપેમ્બા અસરના 100% પ્રજનનની ખાતરી કરે છે - તે ક્યારેય પ્રાપ્ત થયું ન હતું. ઉદાહરણ તરીકે, 1995 માં, જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી ડેવિડ ઓરબેચે આ અસર પર સુપરકૂલિંગ પાણીની અસરનો અભ્યાસ કર્યો. તેણે શોધ્યું કે ગરમ પાણી, સુપરકૂલ્ડ સ્થિતિમાં પહોંચે છે, ઠંડા પાણી કરતાં વધુ તાપમાને થીજી જાય છે, અને તેથી તે પછીના કરતાં વધુ ઝડપી. પરંતુ ઠંડુ પાણી ગરમ પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી સુપરકૂલ્ડ સ્થિતિમાં પહોંચે છે, જેનાથી અગાઉના અંતરને વળતર મળે છે. વધુમાં, Auerbach ના પરિણામો અગાઉના ડેટાનો વિરોધાભાસ કરે છે કે ઓછા સ્ફટિકીકરણ કેન્દ્રોને કારણે ગરમ પાણી વધુ સુપરકૂલિંગ પ્રાપ્ત કરવામાં સક્ષમ હતું. જ્યારે પાણી ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેમાં ઓગળેલા વાયુઓ તેમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે, અને જ્યારે તેને ઉકાળવામાં આવે છે, ત્યારે તેમાં ઓગળેલા કેટલાક ક્ષાર અવક્ષેપ કરે છે. હમણાં માટે, ફક્ત એક જ વસ્તુ કહી શકાય: આ અસરનું પ્રજનન નોંધપાત્ર રીતે તે પરિસ્થિતિઓ પર આધારિત છે કે જેના હેઠળ પ્રયોગ હાથ ધરવામાં આવે છે. ચોક્કસ કારણ કે તે હંમેશા પુનઃઉત્પાદિત થતું નથી.

પરંતુ જેમ તેઓ કહે છે, સૌથી સંભવિત કારણ.

જેમ કે રસાયણશાસ્ત્રીઓ તેમના લેખમાં લખે છે, જે પ્રીપ્રિન્ટ વેબસાઇટ arXiv.org પર મળી શકે છે, હાઇડ્રોજન બોન્ડ ઠંડા પાણી કરતાં ગરમ પાણીમાં વધુ મજબૂત હોય છે. આમ, તે તારણ આપે છે કે ગરમ પાણીના હાઇડ્રોજન બોન્ડમાં વધુ ઉર્જાનો સંગ્રહ થાય છે, જેનો અર્થ છે કે જ્યારે તે શૂન્યથી નીચે તાપમાને ઠંડુ થાય છે ત્યારે તેમાંથી વધુ મુક્ત થાય છે. આ કારણોસર, સખ્તાઇ ઝડપથી થાય છે.

આજની તારીખે, વૈજ્ઞાનિકોએ આ રહસ્ય માત્ર સૈદ્ધાંતિક રીતે ઉકેલ્યું છે. જ્યારે તેઓ તેમના સંસ્કરણના ખાતરીપૂર્વકના પુરાવા રજૂ કરે છે, ત્યારે ઠંડા પાણી કરતાં ગરમ પાણી શા માટે ઝડપથી થીજી જાય છે તે પ્રશ્નને બંધ ગણી શકાય.

આ સાચું છે, જો કે તે અવિશ્વસનીય લાગે છે, કારણ કે ઠંડું કરવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન, પહેલાથી ગરમ પાણીએ ઠંડા પાણીના તાપમાનને પસાર કરવું આવશ્યક છે. દરમિયાન, આ અસરનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે ઉદાહરણ તરીકે, સ્કેટિંગ રિંક અને સ્લાઇડ્સ શિયાળામાં ઠંડા પાણીને બદલે ગરમથી ભરેલા હોય છે. નિષ્ણાતો મોટરચાલકોને શિયાળામાં વોશર જળાશયમાં ઠંડુ, ગરમ નહીં, પાણી રેડવાની સલાહ આપે છે. આ વિરોધાભાસ વિશ્વમાં "Mpemba ઇફેક્ટ" તરીકે ઓળખાય છે.

આ ઘટનાનો ઉલ્લેખ એક સમયે એરિસ્ટોટલ, ફ્રાન્સિસ બેકોન અને રેને ડેસકાર્ટેસ દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો, પરંતુ માત્ર 1963 માં ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રોફેસરોએ તેના પર ધ્યાન આપ્યું અને તેનો અભ્યાસ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો. આ બધું ત્યારે શરૂ થયું જ્યારે તાંઝાનિયાના શાળાના છોકરા એરાસ્ટો એમ્પેમ્બાએ જોયું કે આઈસ્ક્રીમ બનાવવા માટે તે જે મધુર દૂધનો ઉપયોગ કરે છે તે જો તે પહેલાથી ગરમ કરવામાં આવે તો તે ઝડપથી જામી જાય છે અને ધારણા મુજબ ગરમ પાણી ઠંડા પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી જામી જાય છે. તે સ્પષ્ટતા માટે ભૌતિકશાસ્ત્રના શિક્ષક તરફ વળ્યો, પરંતુ તે વિદ્યાર્થી પર માત્ર હસ્યા અને નીચેની વાત કહી: "આ સાર્વત્રિક ભૌતિકશાસ્ત્ર નથી, પરંતુ એમપેમ્બા ભૌતિકશાસ્ત્ર છે."

સદભાગ્યે, ડેનિસ ઓસ્બોર્ન, યુનિવર્સિટી ઓફ દાર એસ સલામના ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રોફેસર, એક દિવસ શાળાની મુલાકાતે આવ્યા. અને એમપેમ્બા એ જ પ્રશ્ન સાથે તેની તરફ વળ્યા. પ્રોફેસર ઓછા શંકાસ્પદ હતા, તેમણે કહ્યું કે તે એવી વસ્તુનો ન્યાય કરી શક્યો નથી જે તેણે ક્યારેય જોયો ન હતો, અને ઘરે પાછા ફર્યા પછી તેણે તેના સ્ટાફને યોગ્ય પ્રયોગો કરવા કહ્યું. તેઓ છોકરાના શબ્દોની પુષ્ટિ કરતા હોય તેવું લાગ્યું. કોઈ પણ સંજોગોમાં, 1969 માં, ઓસ્બોર્ને અંગ્રેજી સામયિકમાં એમપેમ્બા સાથે કામ કરવા વિશે વાત કરી. ભૌતિકશાસ્ત્રશિક્ષણ" તે જ વર્ષે, કેનેડાની નેશનલ રિસર્ચ કાઉન્સિલના જ્યોર્જ કેલે અંગ્રેજીમાં ઘટનાનું વર્ણન કરતો લેખ પ્રકાશિત કર્યો. અમેરિકનજર્નલનાભૌતિકશાસ્ત્ર».

આ વિરોધાભાસ માટે ઘણા સંભવિત સ્પષ્ટતા છે:

ગરમ પાણી ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે, તેથી તેનું પ્રમાણ ઘટે છે, અને સમાન તાપમાને પાણીની નાની માત્રા ઝડપથી થીજી જાય છે. હવાચુસ્ત કન્ટેનરમાં ઠંડુ પાણી ઝડપથી જામી જવું જોઈએ.
બરફના અસ્તરની ઉપલબ્ધતા. ગરમ પાણી સાથેનો કન્ટેનર નીચેનો બરફ પીગળે છે, જેનાથી ઠંડકની સપાટી સાથે થર્મલ સંપર્કમાં સુધારો થાય છે. ઠંડુ પાણી નીચેનો બરફ ઓગળતું નથી. જો ત્યાં કોઈ સ્નો લાઇનર ન હોય, તો ઠંડા પાણીનો કન્ટેનર ઝડપથી સ્થિર થવો જોઈએ.
ઠંડુ પાણી ઉપરથી થીજવાનું શરૂ કરે છે, જેનાથી ગરમીના કિરણોત્સર્ગ અને સંવહનની પ્રક્રિયાઓ વધુ ખરાબ થાય છે, અને તેથી ગરમીનું નુકશાન થાય છે, જ્યારે ગરમ પાણી નીચેથી સ્થિર થવા લાગે છે. કન્ટેનરમાં પાણીના વધારાના યાંત્રિક મિશ્રણ સાથે, ઠંડુ પાણી ઝડપથી થીજી જવું જોઈએ.
ઠંડા પાણીમાં સ્ફટિકીકરણ કેન્દ્રોની હાજરી - તેમાં ઓગળેલા પદાર્થો. ઠંડા પાણીમાં આવા કેન્દ્રોની થોડી સંખ્યા સાથે, પાણીનું બરફમાં રૂપાંતર મુશ્કેલ છે અને જ્યારે તે પ્રવાહી અવસ્થામાં રહે છે, સબ-શૂન્ય તાપમાન ધરાવે છે ત્યારે સુપરકૂલિંગ પણ શક્ય છે.

અન્ય એક ખુલાસો તાજેતરમાં પ્રકાશિત થયો હતો. યુનિવર્સિટી ઓફ વોશિંગ્ટનના ડો. જોનાથન કાત્ઝે આ ઘટનાનો અભ્યાસ કર્યો અને તારણ કાઢ્યું કે પાણીમાં ઓગળેલા પદાર્થો, જે ગરમ થાય ત્યારે અવક્ષેપ થાય છે, તેમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.
દ્રાવ્ય દ્વારા, ડૉ. કાત્ઝ એટલે કેલ્શિયમ અને મેગ્નેશિયમ બાયકાર્બોનેટ, જે સખત પાણીમાં જોવા મળે છે. જ્યારે પાણી ગરમ થાય છે, ત્યારે આ પદાર્થો અવક્ષેપિત થાય છે અને પાણી "નરમ" બની જાય છે. જે પાણી ક્યારેય ગરમ કરવામાં આવ્યું નથી તેમાં આ અશુદ્ધિઓ હોય છે અને તે "સખત" છે. જેમ જેમ તે થીજી જાય છે અને બરફના સ્ફટિકો બને છે તેમ, પાણીમાં અશુદ્ધિઓની સાંદ્રતા 50 ગણી વધી જાય છે. આને કારણે, પાણીનું ઠંડું બિંદુ ઘટે છે.

આ સમજૂતી મને વિશ્વાસપાત્ર લાગતી નથી, કારણ કે... આપણે ભૂલવું જોઈએ નહીં કે અસર આઈસ્ક્રીમ સાથેના પ્રયોગોમાં મળી હતી, અને સખત પાણીથી નહીં. મોટે ભાગે, ઘટનાના કારણો થર્મોફિઝિકલ છે, રાસાયણિક નથી.

અત્યાર સુધી, Mpemba ના વિરોધાભાસ માટે કોઈ અસ્પષ્ટ સમજૂતી પ્રાપ્ત થઈ નથી. એવું કહેવું આવશ્યક છે કે કેટલાક વૈજ્ઞાનિકો આ વિરોધાભાસને ધ્યાન આપવા યોગ્ય માનતા નથી. જો કે, તે ખૂબ જ રસપ્રદ છે કે એક સરળ શાળાના છોકરાએ શારીરિક અસરની માન્યતા પ્રાપ્ત કરી અને તેની જિજ્ઞાસા અને ખંતને કારણે લોકપ્રિયતા મેળવી.

ફેબ્રુઆરી 2014 ઉમેર્યું

આ નોંધ 2011 માં લખવામાં આવી હતી. ત્યારથી, Mpemba અસરના નવા અભ્યાસો અને તેને સમજાવવાના નવા પ્રયાસો દેખાયા છે. તેથી, 2012 માં, ગ્રેટ બ્રિટનની રોયલ સોસાયટી ઑફ કેમિસ્ટ્રીએ 1000 પાઉન્ડના ઇનામ ભંડોળ સાથે વૈજ્ઞાનિક રહસ્ય "એમપેમ્બા ઇફેક્ટ" ને ઉકેલવા માટે આંતરરાષ્ટ્રીય સ્પર્ધાની જાહેરાત કરી. અંતિમ તારીખ 30 જુલાઈ, 2012 નક્કી કરવામાં આવી હતી. ઝાગ્રેબ યુનિવર્સિટીની લેબોરેટરીમાંથી વિજેતા નિકોલા બ્રેગોવિક હતી. તેમણે તેમનું કાર્ય પ્રકાશિત કર્યું જેમાં તેમણે આ ઘટનાને સમજાવવા માટેના અગાઉના પ્રયાસોનું વિશ્લેષણ કર્યું અને તે નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે તેઓ વિશ્વાસપાત્ર ન હતા. તેમણે પ્રસ્તાવિત મોડેલ પાણીના મૂળભૂત ગુણધર્મો પર આધારિત છે. રસ ધરાવતા લોકો http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp પર નોકરી શોધી શકે છે

સંશોધન ત્યાં સમાપ્ત થયું ન હતું. 2013 માં, સિંગાપોરના ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ સૈદ્ધાંતિક રીતે મેપેમ્બા અસરનું કારણ સાબિત કર્યું. કાર્ય http://arxiv.org/abs/1310.6514 પર મળી શકે છે.

સાઇટ પર સંબંધિત લેખો:

આ વિભાગમાં અન્ય લેખો

ટિપ્પણીઓ:

એલેક્સી મિશ્નેવ. , 06.10.2012 04:14

શા માટે ગરમ પાણી ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે? વૈજ્ઞાનિકોએ વ્યવહારીક રીતે સાબિત કર્યું છે કે ગરમ પાણીનો ગ્લાસ ઠંડા પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી થીજી જાય છે. વૈજ્ઞાનિકો આ ઘટનાને એટલા માટે સમજાવી શકતા નથી કે તેઓ ઘટનાના સારને સમજી શકતા નથી: ગરમી અને ઠંડી! ગરમી અને ઠંડી એ ભૌતિક સંવેદના છે જે અવકાશમાંથી અને પૃથ્વીના કેન્દ્રમાંથી ફરતા ચુંબકીય તરંગોના કાઉન્ટર કમ્પ્રેશનના સ્વરૂપમાં પદાર્થના કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું કારણ બને છે. તેથી, સંભવિત તફાવત જેટલો મોટો, આ ચુંબકીય વોલ્ટેજ, એક તરંગના બીજામાં કાઉન્ટર પેનિટ્રેશનની પદ્ધતિ દ્વારા ઉર્જાનું વિનિમય ઝડપી થાય છે. એટલે કે પ્રસરણ પદ્ધતિથી! મારા લેખના જવાબમાં, એક વિરોધી લખે છે: 1) “..ગરમ પાણી ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે, પરિણામે તે ઓછું થાય છે, તેથી તે ઝડપથી થીજી જાય છે” પ્રશ્ન! કઈ ઉર્જાથી પાણીનું બાષ્પીભવન ઝડપથી થાય છે? 2) મારો લેખ કાચ વિશે છે, અને લાકડાના ચાટ વિશે નથી, જે વિરોધીઓ પ્રતિવાદ તરીકે ટાંકે છે. જે યોગ્ય નથી! હું પ્રશ્નનો જવાબ આપું છું: "કુદરતમાં પાણીનું બાષ્પીભવન શા માટે થાય છે?" ચુંબકીય તરંગો, જે હંમેશા પૃથ્વીના કેન્દ્રમાંથી અવકાશમાં જાય છે, ચુંબકીય સંકોચન તરંગોના કાઉન્ટર પ્રેશરને દૂર કરીને (જે હંમેશા અવકાશમાંથી પૃથ્વીના કેન્દ્રમાં જાય છે), તે જ સમયે, પાણીના કણોને સ્પ્રે કરે છે, કારણ કે અવકાશમાં ખસેડવામાં આવે છે. , તેઓ વોલ્યુમમાં વધારો કરે છે. એટલે કે, તેઓ વિસ્તરી રહ્યા છે! જો ચુંબકીય સંકોચન તરંગો પર કાબુ મેળવી લેવામાં આવે, તો આ પાણીની વરાળ સંકુચિત (કન્ડેન્સ્ડ) થાય છે અને આ ચુંબકીય સંકોચન દળોના પ્રભાવ હેઠળ, પાણી વરસાદના સ્વરૂપમાં પૃથ્વી પર પાછું આવે છે! આપની! એલેક્સી મિશ્નેવ.

ઑક્ટોબર 6, 2012.

એલેક્સી મિશ્નેવ. , 06.10.2012 04:19

તાપમાન શું છે? તાપમાન એ કમ્પ્રેશન અને વિસ્તરણ ઊર્જા સાથે ચુંબકીય તરંગોના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તણાવની ડિગ્રી છે. આ શક્તિઓની સંતુલન સ્થિતિના કિસ્સામાં, શરીર અથવા પદાર્થનું તાપમાન સ્થિર સ્થિતિમાં હોય છે. જ્યારે આ શક્તિઓની સંતુલન અવસ્થામાં ખલેલ પહોંચે છે, ત્યારે વિસ્તરણની ઊર્જા તરફ, શરીર અથવા પદાર્થ અવકાશના જથ્થામાં વધે છે. જો ચુંબકીય તરંગોની ઊર્જા સંકોચનની દિશામાં વધી જાય, તો શરીર અથવા પદાર્થ અવકાશના જથ્થામાં ઘટે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વોલ્ટેજની ડિગ્રી સંદર્ભ શરીરના વિસ્તરણ અથવા કમ્પ્રેશનની ડિગ્રી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. એલેક્સી મિશ્નેવ.મોઇસીવા નતાલિયા

એલેક્સી, તમે કેટલાક લેખ વિશે વાત કરી રહ્યા છો જે તાપમાનના ખ્યાલ પર તમારા વિચારોને સુયોજિત કરે છે. પરંતુ કોઈએ તે વાંચ્યું નથી. કૃપા કરીને મને એક લિંક આપો. સામાન્ય રીતે, ભૌતિકશાસ્ત્ર પર તમારા મંતવ્યો ખૂબ જ અનન્ય છે. મેં ક્યારેય "રેફરન્સ બોડીના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વિસ્તરણ" વિશે સાંભળ્યું નથી.

યુરી કુઝનેત્સોવ, 04.12.2012 12:32

એક પૂર્વધારણા સૂચવવામાં આવે છે કે આ આંતરમોલેક્યુલર રેઝોનન્સ અને તેના દ્વારા પેદા થતા પરમાણુઓ વચ્ચેના પોન્ડેરોમોટિવ આકર્ષણને કારણે છે. ઠંડા પાણીમાં, અણુઓ વિવિધ ફ્રીક્વન્સીઝ સાથે અસ્તવ્યસ્ત રીતે ફરે છે અને વાઇબ્રેટ કરે છે. જ્યારે પાણી ગરમ થાય છે, કંપનની આવર્તનમાં વધારો થાય છે, ત્યારે તેમની શ્રેણી સાંકડી થાય છે (પ્રવાહી ગરમ પાણીથી બાષ્પીભવનના બિંદુ સુધી ફ્રીક્વન્સીઝમાં તફાવત ઘટે છે), પરમાણુઓની કંપન ફ્રીક્વન્સી એકબીજાની નજીક આવે છે, પરિણામે પડઘો પરમાણુઓ વચ્ચે થાય છે. ઠંડક દરમિયાન, આ પડઘો આંશિક રીતે સચવાય છે અને તરત જ અદૃશ્ય થતો નથી. પ્રતિધ્વનિમાં હોય તેવા બે ગિટાર તારમાંથી એકને દબાવવાનો પ્રયાસ કરો. હવે જવા દો - શબ્દમાળા ફરીથી વાઇબ્રેટ થવાનું શરૂ કરશે, પડઘો તેના સ્પંદનોને પુનઃસ્થાપિત કરશે. તેવી જ રીતે, સ્થિર પાણીમાં, બાહ્ય ઠંડકવાળા અણુઓ કંપનનું કંપનવિસ્તાર અને આવર્તન ગુમાવવાનો પ્રયાસ કરે છે, પરંતુ જહાજની અંદરના "ગરમ" પરમાણુઓ સ્પંદનોને પાછું ખેંચે છે, વાઇબ્રેટર તરીકે કામ કરે છે અને બાહ્ય અણુઓ રેઝોનેટર તરીકે કામ કરે છે. વાઇબ્રેટર અને રેઝોનેટર વચ્ચે પોન્ડેરોમોટિવ આકર્ષણ* ઉદ્ભવે છે. જ્યારે પોન્ડેરોમોટિવ ફોર્સ પરમાણુઓની ગતિ ઊર્જા (જે માત્ર વાઇબ્રેટ જ નહીં, પણ રેખીય રીતે પણ ચાલે છે) દ્વારા થતા બળ કરતા વધારે બને છે, ત્યારે ત્વરિત સ્ફટિકીકરણ થાય છે - "Mpemba ઇફેક્ટ". પોન્ડેરોમોટિવ કનેક્શન ખૂબ જ અસ્થિર છે, એમપેમ્બા અસર બધા સાથેના પરિબળો પર ખૂબ જ આધાર રાખે છે: સ્થિર થવા માટે પાણીનું પ્રમાણ, તેની ગરમીની પ્રકૃતિ, ઠંડું કરવાની સ્થિતિ, તાપમાન, સંવહન, ગરમીના વિનિમયની સ્થિતિ, ગેસ સંતૃપ્તિ, રેફ્રિજરેશનનું કંપન. એકમ, વેન્ટિલેશન, અશુદ્ધિઓ, બાષ્પીભવન, વગેરે. સંભવતઃ લાઇટિંગથી પણ... તેથી, અસરમાં ઘણી બધી સમજૂતીઓ છે અને કેટલીકવાર પુનઃઉત્પાદન કરવું મુશ્કેલ છે. સમાન "રેઝોનન્સ" કારણસર, બાફેલું પાણી ઉકાળેલા પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી ઉકળે છે - રેઝોનન્સ ઉકળતા પછી થોડા સમય માટે પાણીના અણુઓના સ્પંદનોની તીવ્રતા જાળવી રાખે છે (ઠંડક દરમિયાન ઊર્જાનું નુકસાન મુખ્યત્વે રેખીય ચળવળની ગતિ ઊર્જાના નુકસાનને કારણે થાય છે. પરમાણુઓનું). તીવ્ર ગરમી સાથે, વાઇબ્રેટર અણુઓ ઠંડકની તુલનામાં રેઝોનેટર પરમાણુઓ સાથે ભૂમિકામાં ફેરફાર કરે છે - વાઇબ્રેટરની આવર્તન રેઝોનેટરની આવર્તન કરતા ઓછી હોય છે, જેનો અર્થ એ છે કે આકર્ષણ નથી, પરંતુ પરમાણુઓ વચ્ચે પ્રતિક્રમણ થાય છે, જે અન્ય રાજ્યમાં સંક્રમણને વેગ આપે છે. એકત્રીકરણ (જોડી).

વ્લાડ, 12/11/2012 03:42

મારું મગજ તોડી નાખ્યું...

એન્ટોન, 02/04/2013 02:02

1. શું આ પોન્ડેરોમોટિવ આકર્ષણ ખરેખર એટલું મહાન છે કે તે હીટ ટ્રાન્સફર પ્રક્રિયાને અસર કરે છે? 2. શું આનો અર્થ એ છે કે જ્યારે તમામ શરીર ચોક્કસ તાપમાને ગરમ થાય છે, ત્યારે તેમના માળખાકીય કણો પડઘોમાં પ્રવેશ કરે છે? 3. જ્યારે ઠંડુ થાય ત્યારે આ પડઘો કેમ અદૃશ્ય થઈ જાય છે? 4. શું આ તમારું અનુમાન છે? જો કોઈ સ્ત્રોત હોય, તો કૃપા કરીને સૂચવો. 5. આ સિદ્ધાંત મુજબ, જહાજનો આકાર મહત્વની ભૂમિકા ભજવશે, અને જો તે પાતળું અને સપાટ હોય, તો ફ્રીઝિંગ સમયનો તફાવત મોટો રહેશે નહીં, એટલે કે. તમે આ ચકાસી શકો છો.

ગુદરત, 03/11/2013 10:12 | મેટાક

ઠંડા પાણીમાં પહેલાથી જ નાઇટ્રોજન અણુઓ હોય છે અને પાણીના અણુઓ વચ્ચેનું અંતર ગરમ પાણી કરતાં વધુ નજીક હોય છે. એટલે કે, નિષ્કર્ષ: ગરમ પાણી નાઇટ્રોજનના પરમાણુઓને ઝડપથી શોષી લે છે અને તે જ સમયે તે ઠંડા પાણી કરતાં ઝડપથી થીજી જાય છે - આ લોખંડના સખ્તાઇ સાથે તુલનાત્મક છે, કારણ કે ગરમ પાણી બરફમાં ફેરવાય છે અને ગરમ આયર્ન ઝડપી ઠંડક સાથે સખત બને છે!

વ્લાદિમીર, 03/13/2013 06:50

અથવા કદાચ આ: ગરમ પાણી અને બરફની ઘનતા ઠંડા પાણીની ઘનતા કરતા ઓછી છે, અને તેથી પાણીને તેની ઘનતા બદલવાની જરૂર નથી, થોડો સમય ગુમાવે છે અને તે થીજી જાય છે.

એલેક્સી મિશ્નેવ, 03/21/2013 11:50

આપણે કણોના પડઘો, આકર્ષણો અને સ્પંદનો વિશે વાત કરીએ તે પહેલાં, આપણે આ પ્રશ્નને સમજવાની અને જવાબ આપવાની જરૂર છે: કયા બળ કણોને વાઇબ્રેટ કરે છે? કારણ કે, ગતિ ઊર્જા વિના, ત્યાં કોઈ સંકોચન હોઈ શકતું નથી. સંકોચન વિના, કોઈ વિસ્તરણ થઈ શકતું નથી. વિસ્તરણ વિના, ગતિ ઊર્જા હોઈ શકે નહીં! જ્યારે તમે શબ્દમાળાઓના પડઘો વિશે વાત કરવાનું શરૂ કરો છો, ત્યારે તમે પ્રથમ પ્રયાસ કરો છો જેથી આમાંથી એક તાર વાઇબ્રેટ થવા લાગે! આકર્ષણ વિશે વાત કરતી વખતે, તમારે સૌ પ્રથમ તે બળ સૂચવવું જોઈએ જે આ શરીરને આકર્ષિત કરે છે! હું ભારપૂર્વક કહું છું કે તમામ શરીર વાતાવરણની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જા દ્વારા સંકુચિત છે અને જે 1.33 કિગ્રા બળ સાથે તમામ શરીર, પદાર્થો અને પ્રાથમિક કણોને સંકુચિત કરે છે. cm2 દીઠ નહીં, પરંતુ પ્રતિ પ્રાથમિક કણ કારણ કે વાતાવરણીય દબાણ બળની માત્રા સાથે મૂંઝવણમાં ન હોઈ શકે!

ડોડિક, 05/31/2013 02:59

મને લાગે છે કે તમે એક સત્ય ભૂલી ગયા છો - "વિજ્ઞાન શરૂ થાય છે જ્યાં માપન શરૂ થાય છે." "ગરમ" પાણીનું તાપમાન શું છે? "ઠંડા" પાણીનું તાપમાન શું છે? લેખ આ વિશે એક શબ્દ કહેતો નથી. આમાંથી આપણે નિષ્કર્ષ પર આવી શકીએ - આખો લેખ બકવાસ છે!

ગ્રિગોરી, 06/04/2013 12:17

ડોડિક, લેખને બકવાસ કહેતા પહેલા, તમારે ઓછામાં ઓછું થોડું શીખવા વિશે વિચારવાની જરૂર છે. અને માત્ર માપ નહીં.

દિમિત્રી, 12/24/2013 10:57

ગરમ પાણીના અણુઓ ઠંડા પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી આગળ વધે છે, આને કારણે પર્યાવરણ સાથે નજીકનો સંપર્ક છે, તેઓ બધી ઠંડીને શોષી લે છે, ઝડપથી ધીમી પડે છે.

ઇવાન, 01/10/2014 05:53

તે આશ્ચર્યજનક છે કે આ સાઇટ પર આવા અનામી લેખ દેખાય છે. લેખ સંપૂર્ણપણે અવૈજ્ઞાનિક છે. લેખક અને વિવેચકો બંને ઘટના માટે સમજૂતીની શોધમાં એકબીજા સાથે ઝઘડો કરે છે, તે શોધવાની તસ્દી લીધા વિના કે ઘટના બિલકુલ અવલોકન કરવામાં આવે છે કે કેમ અને જો અવલોકન કરવામાં આવે છે, તો પછી કઈ પરિસ્થિતિમાં. તદુપરાંત, આપણે ખરેખર જે અવલોકન કરી રહ્યા છીએ તેના પર કોઈ કરાર પણ નથી! આમ, લેખક ગરમ આઈસ્ક્રીમના ઝડપી થીજી જવાની અસરને સમજાવવાની જરૂરિયાત પર ભાર મૂકે છે, જો કે સમગ્ર લખાણમાંથી (અને "આઇસક્રીમ સાથેના પ્રયોગોમાં અસર જોવા મળી હતી" શબ્દો) તે અનુસરે છે કે તેણે પોતે આ પ્રકારનું વર્તન કર્યું નથી. પ્રયોગો લેખમાં સૂચિબદ્ધ ઘટનાના "સ્પષ્ટીકરણ" માટેના વિકલ્પોમાંથી, તે સ્પષ્ટ છે કે સંપૂર્ણપણે અલગ પ્રયોગોનું વર્ણન કરવામાં આવી રહ્યું છે, વિવિધ જલીય દ્રાવણો સાથે વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં હાથ ધરવામાં આવે છે. સમજૂતીઓનો સાર અને તેમાંના સબજેક્ટિવ મૂડ બંને સૂચવે છે કે વ્યક્ત વિચારોની મૂળભૂત તપાસ પણ હાથ ધરવામાં આવી નથી. કોઈએ આકસ્મિક રીતે એક રમુજી વાર્તા સાંભળી અને આકસ્મિક રીતે તેના સટ્ટાકીય નિષ્કર્ષને વ્યક્ત કર્યો. માફ કરશો, પરંતુ આ ભૌતિક વૈજ્ઞાનિક અભ્યાસ નથી, પરંતુ ધૂમ્રપાન રૂમમાં વાતચીત છે.

ઇવાન, 01/10/2014 06:10

રોલર્સને ગરમ પાણીથી અને ઠંડા પાણીથી વિન્ડશિલ્ડ વોશર જળાશયો ભરવા વિશે લેખમાંની ટિપ્પણીઓ વિશે. પ્રાથમિક ભૌતિકશાસ્ત્રના દૃષ્ટિકોણથી અહીં બધું સરળ છે. સ્કેટિંગ રિંક ચોક્કસપણે ગરમ પાણીથી ભરેલી છે કારણ કે તે વધુ ધીમેથી થીજી જાય છે. સ્કેટિંગ રિંક લેવલ અને સ્મૂધ હોવી જોઈએ. તેને ઠંડા પાણીથી ભરવાનો પ્રયાસ કરો - તમને મુશ્કેલીઓ અને "સોજો" આવશે, કારણ કે ... પાણી એક સમાન સ્તરમાં ફેલાવવાનો સમય વિના _ઝડપથી_ થીજી જશે. અને ગરમ એક સમાન સ્તરમાં ફેલાવા માટે સમય હશે, અને હાલના બરફ અને બરફના ટ્યુબરકલ્સ ઓગળી જશે. વોશર પણ મુશ્કેલ નથી: ઠંડા હવામાનમાં સ્વચ્છ પાણી રેડવામાં કોઈ અર્થ નથી - તે કાચ પર થીજી જાય છે (ગરમ પણ); અને ગરમ નોન-ફ્રીઝિંગ પ્રવાહી ઠંડા કાચના ક્રેકીંગ તરફ દોરી શકે છે, ઉપરાંત કાચ તરફ જવાના માર્ગ પર આલ્કોહોલના ઝડપી બાષ્પીભવનને કારણે કાચમાં ઠંડું બિંદુ વધશે (શું દરેક વ્યક્તિ હજી પણ મૂનશાઇનના સંચાલનના સિદ્ધાંતથી પરિચિત છે? - દારૂ બાષ્પીભવન થાય છે, પાણી રહે છે).

ઇવાન, 01/10/2014 06:34

પરંતુ ઘટનાના સારમાં, તે પૂછવું મૂર્ખ છે કે શા માટે જુદી જુદી પરિસ્થિતિઓમાં બે જુદા જુદા પ્રયોગો અલગ રીતે આગળ વધે છે. જો પ્રયોગ શુદ્ધ રીતે હાથ ધરવામાં આવે છે, તો તમારે સમાન રાસાયણિક રચનાનું ગરમ અને ઠંડુ પાણી લેવાની જરૂર છે - અમે તે જ કીટલીમાંથી પ્રી-કૂલ્ડ ઉકળતા પાણી લઈએ છીએ. સમાન વાસણોમાં રેડવું (ઉદાહરણ તરીકે, પાતળા-દિવાલોવાળા ચશ્મા). અમે તેને બરફ પર મૂકતા નથી, પરંતુ સમાન સપાટ, સૂકા આધાર પર, ઉદાહરણ તરીકે, લાકડાના ટેબલ પર. અને માઇક્રો-ફ્રીઝરમાં નહીં, પરંતુ એકદમ જથ્થાબંધ થર્મોસ્ટેટમાં - મેં થોડા વર્ષો પહેલા ડાચા ખાતે એક પ્રયોગ કર્યો હતો, જ્યારે બહારનું હવામાન સ્થિર અને હિમવર્ષા જેવું હતું, લગભગ -25 સે. સ્ફટિકીકરણની ગરમી મુક્ત કર્યા પછી પાણી ચોક્કસ તાપમાને સ્ફટિકીકરણ કરે છે. પૂર્વધારણા એ નિવેદન પર ઉકળે છે કે ગરમ પાણી ઝડપથી ઠંડુ થાય છે (આ સાચું છે, શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્ર અનુસાર, ગરમીના સ્થાનાંતરણનો દર તાપમાનના તફાવતના પ્રમાણમાં હોય છે), પરંતુ જ્યારે તેનું તાપમાન સમાન હોય ત્યારે પણ વધેલા ઠંડક દરને જાળવી રાખે છે. ઠંડા પાણીનું તાપમાન. પ્રશ્ન એ છે કે બહાર +20C ના તાપમાને ઠંડું થયેલું પાણી એક કલાક પહેલાં +20C ના તાપમાને ઠંડું પડેલા પાણીથી બરાબર કેવી રીતે અલગ છે, પરંતુ ઓરડામાં? ક્લાસિકલ ફિઝિક્સ (માર્ગ દ્વારા, ધૂમ્રપાન રૂમમાં બકબક પર આધારિત નથી, પરંતુ સેંકડો હજારો અને લાખો પ્રયોગો પર આધારિત છે) કહે છે: કંઈ નહીં, ઠંડકની આગળની ગતિશીલતા સમાન હશે (ફક્ત ઉકળતા પાણી +20 પોઇન્ટ સુધી પહોંચશે. પાછળથી). અને પ્રયોગ એ જ વસ્તુ બતાવે છે: જ્યારે શરૂઆતમાં ઠંડા પાણીના ગ્લાસમાં પહેલેથી જ બરફનો મજબૂત પોપડો હતો, ત્યારે ગરમ પાણી ઠંડું થવા વિશે વિચાર્યું પણ ન હતું. પી.એસ. યુરી કુઝનેત્સોવની ટિપ્પણીઓ માટે. જ્યારે તેની ઘટના માટેની શરતો વર્ણવવામાં આવે છે અને તે સતત પુનઃઉત્પાદિત થાય છે ત્યારે ચોક્કસ અસરની હાજરીને સ્થાપિત માનવામાં આવે છે. અને જ્યારે આપણી પાસે અજાણી પરિસ્થિતિઓ સાથે અજાણ્યા પ્રયોગો હોય છે, ત્યારે તેમને સમજાવવા માટે સિદ્ધાંતો બનાવવાનું અકાળ છે અને આ વૈજ્ઞાનિક દૃષ્ટિકોણથી કંઈપણ આપતું નથી. P.P.S. ઠીક છે, માયાના આંસુ વિના એલેક્સી મિશ્નેવની ટિપ્પણીઓ વાંચવી અશક્ય છે - એક વ્યક્તિ અમુક પ્રકારની કાલ્પનિક દુનિયામાં રહે છે જેને ભૌતિકશાસ્ત્ર અને વાસ્તવિક પ્રયોગો સાથે કોઈ લેવાદેવા નથી.

ગ્રેગરી, 01/13/2014 10:58

ઇવાન, હું સમજું છું કે તમે એમપેમ્બા અસરને નકારી રહ્યા છો? તમારા પ્રયોગો બતાવે છે તેમ તે અસ્તિત્વમાં નથી? શા માટે તે ભૌતિકશાસ્ત્રમાં આટલું પ્રખ્યાત છે અને શા માટે ઘણા તેને સમજાવવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે?

ઇવાન, 02/14/2014 01:51

શુભ બપોર, ગ્રેગરી! અશુદ્ધ પ્રયોગની અસર અસ્તિત્વમાં છે. પરંતુ, જેમ તમે સમજો છો, આ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં નવા નિયમો શોધવાનું કારણ નથી, પરંતુ પ્રયોગકર્તાની કુશળતા સુધારવાનું કારણ છે. જેમ મેં ટિપ્પણીઓમાં પહેલેથી જ નોંધ્યું છે તેમ, “એમ્પેમ્બા અસર” ને સમજાવવાના તમામ ઉલ્લેખિત પ્રયાસોમાં, સંશોધકો સ્પષ્ટપણે ઘડી શકતા નથી કે તેઓ બરાબર શું અને કઈ પરિસ્થિતિઓમાં માપે છે. અને તમે કહેવા માંગો છો કે આ પ્રાયોગિક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ છે? હાસ્યાસ્પદ ન બનો. અસર ભૌતિકશાસ્ત્રમાં નહીં, પરંતુ વિવિધ ફોરમ અને બ્લોગ્સ પર સ્યુડો-વૈજ્ઞાનિક ચર્ચાઓમાં જાણીતી છે, જેમાંથી હવે ઘણું બધું છે. ભૌતિકશાસ્ત્રથી દૂર રહેલા લોકો દ્વારા તેને વાસ્તવિક ભૌતિક અસર તરીકે માનવામાં આવે છે (અર્થમાં કેટલાક નવા ભૌતિક નિયમોના પરિણામ તરીકે, અને ખોટી અર્થઘટન અથવા માત્ર એક દંતકથાના પરિણામ તરીકે નહીં). તેથી એક જ ભૌતિક અસર તરીકે સંપૂર્ણપણે અલગ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ હાથ ધરવામાં આવેલા વિવિધ પ્રયોગોના પરિણામો વિશે વાત કરવાનું કોઈ કારણ નથી.

પાવેલ, 02/18/2014 09:59

હમ્મ, મિત્રો... "સ્પીડ માહિતી" માટેનો લેખ... કોઈ ગુનો નથી... ;) ઇવાન દરેક બાબતમાં સાચો છે...

ગ્રિગોરી, 02/19/2014 12:50

ઇવાન, હું સંમત છું કે હવે ઘણી બધી સ્યુડો-સાયન્ટિફિક સાઇટ્સ વણચકાસાયેલ સનસનાટીભર્યા સામગ્રી પ્રકાશિત કરે છે.? છેવટે, Mpemba અસર હજુ પણ અભ્યાસ કરવામાં આવી રહી છે. તદુપરાંત, યુનિવર્સિટીઓના વૈજ્ઞાનિકો સંશોધન કરી રહ્યા છે. ઉદાહરણ તરીકે, 2013 માં, સિંગાપોરની યુનિવર્સિટી ઓફ ટેકનોલોજીના જૂથ દ્વારા આ અસરનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. http://arxiv.org/abs/1310.6514 લિંક પર જુઓ. તેઓ માને છે કે તેમને આ અસર માટે સમજૂતી મળી છે. હું શોધના સાર વિશે વિગતવાર લખીશ નહીં, પરંતુ તેમના મતે, અસર હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સમાં સંગ્રહિત ઊર્જામાં તફાવત સાથે સંકળાયેલ છે.

મોઇસીવા એન.પી. , 02/19/2014 03:04

એમપેમ્બા ઇફેક્ટમાં સંશોધનમાં રસ ધરાવતા દરેક માટે, મેં લેખમાંની સામગ્રીને સહેજ પૂરક બનાવી છે અને લિંક્સ પ્રદાન કરી છે જ્યાં તમે નવીનતમ પરિણામોથી પોતાને પરિચિત કરી શકો (ટેક્સ્ટ જુઓ). તમારી ટિપ્પણીઓ બદલ આભાર.

Ildar, 02/24/2014 04:12 | બધું સૂચિબદ્ધ કરવાનો કોઈ અર્થ નથી

જો આ Mpemba અસર ખરેખર થાય છે, તો મને લાગે છે કે, પાણીની પરમાણુ રચનામાં સમજૂતી શોધવી જોઈએ. પાણી (જેમ કે હું લોકપ્રિય વિજ્ઞાન સાહિત્યમાંથી શીખ્યો છું) વ્યક્તિગત H2O પરમાણુઓ તરીકે અસ્તિત્વમાં નથી, પરંતુ કેટલાક અણુઓના ક્લસ્ટર તરીકે (ડઝનેક પણ). જેમ જેમ પાણીનું તાપમાન વધે છે તેમ, પરમાણુઓની હિલચાલની ઝડપ વધે છે, ક્લસ્ટરો એકબીજાની સામે તૂટી જાય છે અને પરમાણુઓના વેલેન્સ બોન્ડને મોટા ક્લસ્ટરો ભેગા કરવાનો સમય મળતો નથી. પરમાણુ ચળવળની ઝડપમાં ઘટાડા કરતાં ક્લસ્ટરોની રચનામાં થોડો વધુ સમય લાગે છે. અને ક્લસ્ટરો નાના હોવાથી, સ્ફટિક જાળીની રચના ઝડપથી થાય છે. ઠંડા પાણીમાં, દેખીતી રીતે, મોટા, એકદમ સ્થિર ક્લસ્ટરો જાળીની રચનાને અટકાવે છે, તેનો નાશ કરવામાં થોડો સમય લાગે છે. બરણીમાં ચૂપચાપ ઊભેલું ઠંડું પાણી ઠંડીમાં કેટલાંક કલાકો સુધી પ્રવાહી રહે છે ત્યારે મેં ટીવી પર એક વિચિત્ર અસર જોઈ. પરંતુ જલદી જ જાર ઉપાડવામાં આવ્યો, એટલે કે, તેની જગ્યાએથી સહેજ ખસી ગયો, બરણીમાંનું પાણી તરત જ સ્ફટિકીકૃત થઈ ગયું, અપારદર્શક બની ગયું અને જાર ફાટી ગયો. ઠીક છે, આ અસર દર્શાવનાર પૂજારીએ તે હકીકત દ્વારા સમજાવ્યું કે પાણી આશીર્વાદિત હતું. માર્ગ દ્વારા, તે તારણ આપે છે કે તાપમાનના આધારે પાણી તેની સ્નિગ્ધતામાં મોટા પ્રમાણમાં ફેરફાર કરે છે. મોટા જીવો તરીકે, આ આપણા માટે અગોચર છે, પરંતુ નાના (મીમી અથવા નાના) ક્રસ્ટેશિયનના સ્તરે, અને તેથી પણ વધુ બેક્ટેરિયા, પાણીની સ્નિગ્ધતા એ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે. આ સ્નિગ્ધતા, મને લાગે છે, પાણીના ક્લસ્ટરોના કદ દ્વારા પણ નક્કી કરવામાં આવે છે.

ગ્રે, 03/15/2014 05:30

આપણી આસપાસની દરેક વસ્તુ જે આપણે જોઈએ છીએ તે સુપરફિસિયલ લાક્ષણિકતાઓ (ગુણધર્મો) છે તેથી આપણે તેને જ ઉર્જા તરીકે સ્વીકારીએ છીએ જેને આપણે માપી શકીએ છીએ અથવા કોઈપણ રીતે તેનું અસ્તિત્વ સાબિત કરી શકીએ છીએ, અન્યથા તે મૃત અંત છે. આ ઘટના, એમપેમ્બા અસર, માત્ર એક સરળ વોલ્યુમેટ્રિક સિદ્ધાંત દ્વારા સમજાવી શકાય છે જે તમામ ભૌતિક મોડેલોને એક જ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માળખામાં એક કરશે. તે ખરેખર સરળ છે

નિકિતા, 06/06/2014 04:27 | કાર

પરંતુ તમે કેવી રીતે ખાતરી કરી શકો છો કે જ્યારે તમે કાર ચલાવતા હોવ ત્યારે પાણી ગરમ થવાને બદલે ઠંડુ રહે?

એલેક્સી, 03.10.2014 01:09

અહીં માર્ગ પર બીજી "શોધ" છે. પ્લાસ્ટીકની બોટલમાં પાણી કેપ ખોલવાથી વધુ ઝડપથી થીજી જાય છે. આનંદ માટે, મેં ગંભીર હિમમાં ઘણી વખત પ્રયોગ કર્યો. અસર સ્પષ્ટ છે. નમસ્તે સિદ્ધાંતવાદીઓ!

Evgeniy, 12/27/2014 08:40

બાષ્પીભવન કરનાર કૂલરનો સિદ્ધાંત. અમે ઠંડા અને ગરમ પાણી સાથે બે હર્મેટિકલી સીલબંધ બોટલ લઈએ છીએ. અમે તેને ઠંડામાં મૂકીએ છીએ. ઠંડુ પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે. હવે આપણે ઠંડા અને ગરમ પાણી સાથે સમાન બોટલ લઈએ છીએ, તેને ખોલીએ છીએ અને તેને ઠંડામાં મૂકીએ છીએ. ઠંડા પાણી કરતાં ગરમ પાણી વધુ ઝડપથી જામી જશે. જો આપણે ઠંડા અને ગરમ પાણી સાથે બે બેસિન લઈએ, તો ગરમ પાણી ખૂબ ઝડપથી જામી જશે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે આપણે વાતાવરણ સાથે સંપર્ક વધારી રહ્યા છીએ. બાષ્પીભવન જેટલું તીવ્ર છે, તેટલું ઝડપથી તાપમાન ઘટે છે. અહીં આપણે ભેજ પરિબળનો ઉલ્લેખ કરવો જોઈએ. ભેજ ઓછો, બાષ્પીભવન વધુ અને ઠંડક વધુ મજબૂત.

ગ્રે TOMSK, 03/01/2015 10:55

ગ્રે, 03/15/2014 05:30 - ચાલુ રાખ્યું તમે તાપમાન વિશે જે જાણો છો તે બધું જ નથી. ત્યાં બીજું કંઈક છે. જો તમે તાપમાનનું ભૌતિક મોડલ યોગ્ય રીતે બનાવશો, તો તે પ્રસરણ, ગલન અને સ્ફટિકીકરણથી માંડીને દબાણમાં વધારો સાથે તાપમાનમાં વધારો, તાપમાનમાં વધારા સાથે દબાણમાં વધારો જેવા ભીંગડા સુધી ઊર્જા પ્રક્રિયાઓનું વર્ણન કરવાની ચાવી બની જશે. સૂર્યની ઊર્જાનું ભૌતિક મોડલ પણ ઉપરથી સ્પષ્ટ થઈ જશે. હું શિયાળામાં છું. . 20013 ની વસંતઋતુના પ્રારંભમાં, તાપમાનના નમૂનાઓ જોઈને, મેં સામાન્ય તાપમાન મોડેલનું સંકલન કર્યું. થોડા મહિના પછી મને તાપમાનના વિરોધાભાસ વિશે યાદ આવ્યું અને પછી મને સમજાયું... કે મારું તાપમાન મોડેલ એમપેમ્બા વિરોધાભાસનું પણ વર્ણન કરે છે. આ મે - જૂન 2013 માં હતું. હું એક વર્ષ મોડો છું, પરંતુ તે શ્રેષ્ઠ માટે છે. મારું ભૌતિક મોડલ એક ફ્રીઝ ફ્રેમ છે અને તેને આગળ અને પાછળ બંને રીતે રિવાન્ડ કરી શકાય છે અને તેમાં મોટર પ્રવૃત્તિ છે, તે જ પ્રવૃત્તિ જેમાં બધું ફરે છે. મારી પાસે વિષયના પુનરાવર્તન સાથે શાળાના 8 વર્ષ અને કૉલેજના 2 વર્ષ છે. 20 વર્ષ વીતી ગયા. તેથી હું પ્રખ્યાત વૈજ્ઞાનિકોને કોઈપણ પ્રકારના ભૌતિક મોડલનો શ્રેય આપી શકતો નથી, ન તો હું સૂત્રોને એટ્રિબ્યુટ કરી શકું છું. તેથી માફ કરશો.

આન્દ્રે, 08.11.2015 08:52

સામાન્ય રીતે, મને ખ્યાલ છે કે શા માટે ગરમ પાણી ઠંડા પાણી કરતાં ઝડપથી થીજી જાય છે. અને મારા સ્પષ્ટીકરણોમાં બધું ખૂબ જ સરળ છે, જો તમને રસ હોય, તો મને ઇમેઇલ દ્વારા લખો: [ઇમેઇલ સુરક્ષિત]

આન્દ્રે, 08.11.2015 08:58

માફ કરશો, મેં ખોટું ઇમેઇલ સરનામું આપ્યું છે, અહીં સાચો ઇમેઇલ છે: [ઇમેઇલ સુરક્ષિત]

વિક્ટર, 12/23/2015 10:37

મને લાગે છે કે બધું સરળ છે, અહીં બરફ પડે છે, તે બાષ્પીભવન ગેસ છે, ઠંડુ થાય છે, તેથી કદાચ ઠંડા હવામાનમાં ગરમ ગરમ ઝડપથી ઠંડુ થાય છે કારણ કે તે બાષ્પીભવન થાય છે અને તરત જ સ્ફટિકીકરણ કરે છે, અને વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં પાણી ઝડપથી ઠંડુ થાય છે. પ્રવાહી સ્થિતિમાં કરતાં)

Bekzhan, 01/28/2016 09:18

જો કોઈ વ્યક્તિએ આ અસર સાથે સંકળાયેલા વિશ્વના નિયમો જાહેર કર્યા હોત, તો પણ તેણે અહીં લખ્યું ન હોત, જ્યારે તે પ્રખ્યાત વૈજ્ઞાનિકમાં પ્રકાશિત કરી શકે ત્યારે ઇન્ટરનેટ વપરાશકર્તાઓને તેના રહસ્યો જાહેર કરવા તે તાર્કિક નથી. જર્નલ્સ અને લોકો સમક્ષ વ્યક્તિગત રીતે તે સાબિત કરો, તેથી, આ અસર વિશે અહીં શું લખવામાં આવશે, તે મોટાભાગની તાર્કિક નથી.)))

એલેક્સ, 02/22/2016 12:48

નમસ્તે પ્રયોગકર્તાઓ તમે સાચા છો જ્યારે તમે કહો છો કે વિજ્ઞાન જ્યાંથી શરૂ થાય છે... માપન નહીં, પણ ગણતરીઓ. "પ્રયોગ" એ કલ્પના અને લીનિયર વિચારથી વંચિત લોકો માટે એક શાશ્વત અને અનિવાર્ય દલીલ છે, તે દરેકને નારાજ કરે છે, હવે E= mc2 ના કિસ્સામાં - શું દરેકને યાદ છે? ઠંડા પાણીમાંથી વાતાવરણમાં ઉડતા પરમાણુઓની ઝડપ તેઓ પાણીમાંથી કેટલી ઊર્જા વહન કરે છે તે નક્કી કરે છે (ઠંડક એ ઊર્જાની ખોટ છે). પાણીના બાકીના જથ્થાના ઠંડકનો દર) આટલું જ, જો તમે "પ્રયોગ"થી દૂર થાઓ અને વિજ્ઞાનના મૂળભૂત ફંડામેન્ટલ્સ યાદ રાખો

વ્લાદિમીર, 04/25/2016 10:53 | મેટિયો

તે દિવસોમાં જ્યારે એન્ટિફ્રીઝ દુર્લભ હતું, બિન-ગરમ ગેરેજમાં કારની ઠંડક પ્રણાલીમાંથી પાણી કામકાજના દિવસ પછી નિકાળવામાં આવતું હતું જેથી સિલિન્ડર બ્લોક અથવા રેડિયેટરને ડિફ્રોસ્ટ ન થાય - કેટલીકવાર બંને એક સાથે. સવારે ગરમ પાણી રેડવામાં આવ્યું હતું. ગંભીર હિમમાં, એન્જિન સમસ્યાઓ વિના શરૂ થયા. કોઈક રીતે, ગરમ પાણીના અભાવને કારણે, નળમાંથી પાણી રેડવામાં આવ્યું હતું. પાણી તરત જ થીજી ગયું. પ્રયોગ ખર્ચાળ હતો - ZIL-131 કારના સિલિન્ડર બ્લોક અને રેડિએટર ખરીદવા અને બદલવા માટે જેટલો ખર્ચ થાય છે. જે માનતો નથી, તેને તપાસવા દો. અને એમપેમ્બાએ આઈસ્ક્રીમ સાથે પ્રયોગ કર્યો. આઈસ્ક્રીમમાં, સ્ફટિકીકરણ પાણી કરતાં અલગ રીતે થાય છે. આઈસ્ક્રીમનો ટુકડો અને બરફનો ટુકડો તમારા દાંત વડે કરડવાનો પ્રયાસ કરો. મોટે ભાગે તે સ્થિર થયું નથી, પરંતુ ઠંડકના પરિણામે જાડું થઈ ગયું છે. અને તાજું પાણી, પછી ભલે તે ગરમ હોય કે ઠંડું, 0*C પર થીજી જાય છે. ઠંડુ પાણી ઝડપી છે, પરંતુ ગરમ પાણી ઠંડુ થવામાં સમય લે છે.

ભટકનાર, 05/06/2016 12:54 | એલેક્સને

"c" - શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ E=mc^2 - સમૂહ અને ઊર્જાની સમાનતાને દર્શાવતું સૂત્ર

આલ્બર્ટ, 07/27/2016 08:22

પ્રથમ, ઘન પદાર્થો સાથે સામ્યતા (ત્યાં કોઈ બાષ્પીભવન પ્રક્રિયા નથી).

મેં તાજેતરમાં કોપર વોટર પાઈપને સોલ્ડર કર્યું છે. પ્રક્રિયા ગેસ બર્નરને સોલ્ડરના ગલન તાપમાન સુધી ગરમ કરીને થાય છે. કપલિંગ સાથેના એક સંયુક્ત માટે ગરમીનો સમય આશરે એક મિનિટ છે. મેં એક જોડીને કપલિંગમાં સોલ્ડર કર્યું અને થોડીવાર પછી મને સમજાયું કે મેં તેને ખોટી રીતે સોલ્ડર કર્યું હતું. કપલિંગમાં પાઇપને થોડો ફેરવવો જરૂરી હતો. મેં બર્નર વડે ફરીથી સાંધાને ગરમ કરવાનું શરૂ કર્યું અને મારા આશ્ચર્યની વાત એ છે કે સાંધાને ગલન તાપમાન સુધી ગરમ કરવામાં 3-4 મિનિટ લાગી. કેવી રીતે!? છેવટે, પાઇપ હજી પણ ગરમ છે અને એવું લાગે છે કે તેને ગલન તાપમાનમાં ગરમ કરવા માટે ઘણી ઓછી ઊર્જાની જરૂર છે, પરંતુ બધું વિપરીત બન્યું.

તે બધા થર્મલ વાહકતા વિશે છે, જે પહેલેથી જ ગરમ પાઇપમાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે અને ગરમ અને ઠંડા પાઇપ વચ્ચેની સીમા બે મિનિટમાં સંયુક્તથી દૂર જવા માટે વ્યવસ્થાપિત છે.

હવે પાણી વિશે. અમે ગરમ અને અર્ધ-ગરમ વાસણના ખ્યાલો સાથે કામ કરીશું.

ગરમ વાસણમાં, ગરમ, અત્યંત ગતિશીલ કણો અને ધીમી ગતિએ ચાલતા, ઠંડા કણો વચ્ચે તાપમાનની સાંકડી સીમા રચાય છે, જે પરિઘથી મધ્યમાં પ્રમાણમાં ઝડપથી ખસે છે, કારણ કે આ સીમા પર ઝડપી કણો ઝડપથી તેમની ઊર્જા છોડી દે છે (ઠંડી) સીમાની બીજી બાજુના કણો દ્વારા. બાહ્ય ઠંડા કણોનું પ્રમાણ મોટું હોવાથી, ઝડપી કણો, તેમની થર્મલ ઊર્જા છોડી દે છે, બાહ્ય ઠંડા કણોને નોંધપાત્ર રીતે ગરમ કરી શકતા નથી. તેથી, ગરમ પાણીને ઠંડુ કરવાની પ્રક્રિયા પ્રમાણમાં ઝડપથી થાય છે.

અર્ધ-ગરમ પાણીમાં થર્મલ વાહકતા ઘણી ઓછી હોય છે અને અર્ધ-ગરમ અને ઠંડા કણો વચ્ચેની સીમાની પહોળાઈ ઘણી વધારે હોય છે. આવી વિશાળ સીમાના કેન્દ્રમાં સ્થળાંતર ગરમ જહાજના કિસ્સામાં કરતાં વધુ ધીમેથી થાય છે., 21.08.2017 10:52

આવી કોઈ અસર નથી. અરે. 2016 માં, વિષય પર એક વિગતવાર લેખ કુદરતમાં પ્રકાશિત થયો હતો: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect તેમાંથી તે સ્પષ્ટ છે કે સાવચેત પ્રયોગો સાથે (જો ગરમ અને ઠંડા પાણીના નમૂનાઓ દરેક વસ્તુમાં સમાન હોય તો તાપમાન સિવાય), અસર જોવા મળતી નથી.

Zavlab, 08/22/2017 05:31

વિક્ટર , 27/10/2017 03:52

"તે ખરેખર છે." - જો શાળામાં તમે સમજી શક્યા નથી કે ગરમીની ક્ષમતા અને ઊર્જા સંરક્ષણનો કાયદો શું છે. તે તપાસવું સરળ છે - આ માટે તમારે જરૂર છે: ઇચ્છા, માથું, હાથ, પાણી, રેફ્રિજરેટર અને એલાર્મ ઘડિયાળ. અને સ્કેટિંગ રિંક, જેમ કે નિષ્ણાતો લખે છે, ઠંડા પાણીથી સ્થિર (ભરેલા) હોય છે, અને કાપેલા બરફને ગરમ પાણીથી સમતળ કરવામાં આવે છે. અને શિયાળામાં તમારે વોશર જળાશયમાં એન્ટિફ્રીઝ પ્રવાહી રેડવાની જરૂર છે, પાણી નહીં. પાણી કોઈ પણ સંજોગોમાં સ્થિર થશે, અને ઠંડુ પાણી ઝડપથી સ્થિર થશે.

ઈરિના, 01/23/2018 10:58

એરિસ્ટોટલના સમયથી વિશ્વભરના વૈજ્ઞાનિકો આ વિરોધાભાસ સાથે સંઘર્ષ કરી રહ્યા છે, અને વિક્ટર, ઝાવલાબ અને સેર્ગીવ સૌથી હોંશિયાર બન્યા.

ડેનિસ, 02/01/2018 08:51

લેખમાં બધું બરાબર લખેલું છે. પરંતુ કારણ કંઈક અલગ છે. ઉકળતા પ્રક્રિયા દરમિયાન, તેમાં ઓગળેલી હવા પાણીમાંથી બાષ્પીભવન થાય છે; તેથી, જેમ જેમ ઉકળતા પાણી ઠંડુ થાય છે, તેની ઘનતા આખરે સમાન તાપમાને કાચા પાણી કરતા ઓછી હશે. વિવિધ થર્મલ વાહકતા માટે વિવિધ ઘનતા સિવાય અન્ય કોઈ કારણો નથી.

ઝવલબ, 03/01/2018 08:58 | લેબના વડા

ઇરિના:), "વિશ્વભરના વૈજ્ઞાનિકો" આ "વિરોધાભાસ" સાથે સંઘર્ષ કરતા નથી; વાસ્તવિક વૈજ્ઞાનિકો માટે આ "વિરોધાભાસ" ફક્ત અસ્તિત્વમાં નથી - તે સારી રીતે પ્રજનનક્ષમ પરિસ્થિતિઓમાં સરળતાથી ચકાસી શકાય છે. "વિરોધાભાસ" આફ્રિકન છોકરા એમપેમ્બાના અવિશ્વસનીય પ્રયોગોને કારણે દેખાયો અને સમાન "વૈજ્ઞાનિકો" દ્વારા ફૂલવામાં આવ્યો :)

Mpemba અસર(એમપેમ્બાનો વિરોધાભાસ) - એક વિરોધાભાસ જે જણાવે છે કે કેટલીક પરિસ્થિતિઓમાં ગરમ પાણી ઠંડા પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી થીજી જાય છે, જો કે તે ઠંડું થવાની પ્રક્રિયામાં ઠંડા પાણીના તાપમાનને પસાર કરવું આવશ્યક છે. આ વિરોધાભાસ એ પ્રાયોગિક હકીકત છે જે સામાન્ય વિચારોનો વિરોધાભાસ કરે છે, જે મુજબ, સમાન પરિસ્થિતિઓમાં, વધુ ગરમ શરીરને સમાન તાપમાને ઠંડુ થવા કરતાં ઓછા ગરમ શરીરને ચોક્કસ તાપમાને ઠંડુ થવામાં વધુ સમય લાગે છે.

આ ઘટના એક સમયે એરિસ્ટોટલ, ફ્રાન્સિસ બેકોન અને રેને ડેસકાર્ટેસ દ્વારા નોંધવામાં આવી હતી, પરંતુ તે માત્ર 1963 માં જ હતું કે તાંઝાનિયાના શાળાના છોકરા એરાસ્ટો એમપેમ્બાએ શોધી કાઢ્યું હતું કે ગરમ આઈસ્ક્રીમ મિશ્રણ ઠંડા કરતાં વધુ ઝડપથી થીજી જાય છે.

આ પછી, એમપેમ્બાએ માત્ર દૂધ સાથે જ નહીં, પરંતુ સામાન્ય પાણી સાથે પણ પ્રયોગ કર્યો. કોઈ પણ સંજોગોમાં, મકવાવા માધ્યમિક શાળામાં પહેલેથી જ એક વિદ્યાર્થી તરીકે, તેણે દાર એસ સલામમાં યુનિવર્સિટી કોલેજના પ્રોફેસર ડેનિસ ઓસ્બોર્નને (વિદ્યાર્થીઓને ભૌતિકશાસ્ત્ર પર પ્રવચન આપવા માટે શાળાના ડિરેક્ટર દ્વારા આમંત્રિત કર્યા) ખાસ કરીને પાણી વિશે પૂછ્યું: “જો તમે લો પાણીના સમાન જથ્થાવાળા બે સમાન કન્ટેનર જેથી તેમાંના એકમાં પાણીનું તાપમાન 35 ° સે હોય, અને બીજામાં - 100 ° સે, અને તેને ફ્રીઝરમાં મૂકો, પછી બીજામાં પાણી ઝડપથી થીજી જશે. શા માટે? ઓસ્બોર્નને આ મુદ્દામાં રસ પડ્યો અને ટૂંક સમયમાં, 1969 માં, તેણે અને એમપેમ્બાએ ભૌતિકશાસ્ત્ર શિક્ષણ જર્નલમાં તેમના પ્રયોગોના પરિણામો પ્રકાશિત કર્યા. ત્યારથી, તેઓએ શોધેલી અસર કહેવામાં આવે છે Mpemba અસર.

અત્યાર સુધી, આ વિચિત્ર અસરને કેવી રીતે સમજાવવી તે કોઈને બરાબર ખબર નથી. વૈજ્ઞાનિકો પાસે એક જ સંસ્કરણ નથી, જો કે ત્યાં ઘણા છે. આ બધું ગરમ અને ઠંડા પાણીના ગુણધર્મોમાં તફાવત વિશે છે, પરંતુ તે હજી સુધી સ્પષ્ટ નથી કે આ કિસ્સામાં કયા ગુણધર્મો ભૂમિકા ભજવે છે: સુપરકૂલિંગ, બાષ્પીભવન, બરફની રચના, સંવહન અથવા પાણી પર લિક્વિફાઇડ વાયુઓની અસરમાં તફાવત. વિવિધ તાપમાન.

Mpemba અસરનો વિરોધાભાસ એ છે કે જે સમય દરમિયાન શરીર આસપાસના તાપમાને ઠંડુ થાય છે તે સમય આ શરીર અને પર્યાવરણ વચ્ચેના તાપમાનના તફાવતના પ્રમાણસર હોવો જોઈએ. આ કાયદો ન્યૂટન દ્વારા સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો હતો અને ત્યારથી વ્યવહારમાં ઘણી વખત તેની પુષ્ટિ કરવામાં આવી છે. આ અસરમાં, 100 ° સે તાપમાન સાથેનું પાણી 35 ° સે તાપમાનવાળા પાણીની સમાન માત્રા કરતાં 0 ° સે તાપમાને ઝડપથી ઠંડુ થાય છે.

જો કે, આ હજુ સુધી વિરોધાભાસને સૂચિત કરતું નથી, કારણ કે Mpemba અસરને જાણીતા ભૌતિકશાસ્ત્રના માળખામાં સમજાવી શકાય છે. એમપેમ્બા અસર માટે અહીં કેટલાક સ્પષ્ટતા છે:

બાષ્પીભવન

કન્ટેનરમાંથી ગરમ પાણી ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે, જેનાથી તેનું પ્રમાણ ઘટે છે અને સમાન તાપમાને પાણીની નાની માત્રા ઝડપથી થીજી જાય છે. 100 C સુધી ગરમ કરવામાં આવેલું પાણી જ્યારે 0 C સુધી ઠંડુ થાય છે ત્યારે તેના 16% દળ ગુમાવે છે.

બાષ્પીભવનની અસર ડબલ અસર છે. સૌ પ્રથમ, ઠંડક માટે જરૂરી પાણીનો જથ્થો ઘટે છે. અને બીજું, તાપમાન એ હકીકતને કારણે ઘટે છે કે પાણીના તબક્કામાંથી વરાળના તબક્કામાં સંક્રમણની બાષ્પીભવનની ગરમીમાં ઘટાડો થાય છે.

તાપમાન તફાવત

હકીકત એ છે કે ગરમ પાણી અને ઠંડી હવા વચ્ચે તાપમાનનો તફાવત વધારે છે, તેથી આ કિસ્સામાં ગરમીનું વિનિમય વધુ તીવ્ર છે અને ગરમ પાણી ઝડપથી ઠંડુ થાય છે.

હાયપોથર્મિયા

જ્યારે પાણી 0 C થી નીચે ઠંડુ થાય છે, ત્યારે તે હંમેશા સ્થિર થતું નથી. કેટલીક પરિસ્થિતિઓમાં, તે ઠંડું કરતા ઓછા તાપમાને પ્રવાહી રહેવાનું ચાલુ રાખીને સુપરકૂલિંગમાંથી પસાર થઈ શકે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, પાણી -20 સે તાપમાને પણ પ્રવાહી રહી શકે છે.

આ અસરનું કારણ એ છે કે પ્રથમ બરફના સ્ફટિકો બનવાનું શરૂ કરવા માટે, સ્ફટિક રચના કેન્દ્રોની જરૂર છે. જો તેઓ પ્રવાહી પાણીમાં હાજર ન હોય, તો પછી સ્ફટિકો સ્વયંભૂ બનવા માટે તાપમાન પૂરતું ઘટે ત્યાં સુધી સુપરકૂલિંગ ચાલુ રહેશે. જ્યારે તેઓ સુપરકૂલ્ડ લિક્વિડમાં બનવાનું શરૂ કરે છે, ત્યારે તેઓ ઝડપથી વધવા લાગશે, સ્લશ બરફ બનાવશે, જે બરફ બનાવવા માટે જામી જશે.

ગરમ પાણી હાયપોથર્મિયા માટે સૌથી વધુ સંવેદનશીલ છે કારણ કે તેને ગરમ કરવાથી ઓગળેલા વાયુઓ અને પરપોટા દૂર થાય છે, જે બદલામાં બરફના સ્ફટિકોની રચના માટે કેન્દ્ર તરીકે કામ કરી શકે છે.

હાયપોથર્મિયા શા માટે ગરમ પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે? ઠંડા પાણીના કિસ્સામાં જે સુપરકૂલ્ડ નથી, નીચે મુજબ થાય છે. આ કિસ્સામાં, જહાજની સપાટી પર બરફનો પાતળો પડ બનશે. બરફનું આ સ્તર પાણી અને ઠંડી હવા વચ્ચેના અવાહક તરીકે કામ કરશે અને વધુ બાષ્પીભવન અટકાવશે. આ કિસ્સામાં બરફના સ્ફટિકોની રચનાનો દર ઓછો હશે. સુપરકૂલિંગને આધિન ગરમ પાણીના કિસ્સામાં, સુપરકૂલ્ડ પાણીમાં બરફનું રક્ષણાત્મક સપાટીનું સ્તર હોતું નથી. તેથી, તે ખુલ્લા ટોચ દ્વારા ખૂબ ઝડપથી ગરમી ગુમાવે છે.

જ્યારે સુપરકૂલિંગ પ્રક્રિયા સમાપ્ત થાય છે અને પાણી થીજી જાય છે, ત્યારે વધુ ગરમી નષ્ટ થાય છે અને તેથી વધુ બરફ બને છે.

આ અસરના ઘણા સંશોધકો એમપેમ્બા અસરના કિસ્સામાં હાયપોથર્મિયાને મુખ્ય પરિબળ માને છે.

સંવહન

ઠંડુ પાણી ઉપરથી થીજવાનું શરૂ કરે છે, જેનાથી ગરમીના કિરણોત્સર્ગ અને સંવહનની પ્રક્રિયાઓ વધુ ખરાબ થાય છે, અને તેથી ગરમીનું નુકશાન થાય છે, જ્યારે ગરમ પાણી નીચેથી થીજી જવા લાગે છે.

આ અસર પાણીની ઘનતામાં વિસંગતતા દ્વારા સમજાવવામાં આવી છે. પાણીની મહત્તમ ઘનતા 4 સે. પર હોય છે. જો તમે પાણીને 4 સે. સુધી ઠંડુ કરો અને તેને નીચા તાપમાને મૂકો, તો પાણીની સપાટીનું સ્તર ઝડપથી જામી જશે. કારણ કે આ પાણી 4 સે તાપમાને પાણી કરતાં ઓછું ગાઢ છે, તે સપાટી પર રહેશે, એક પાતળું ઠંડું પડ બનાવે છે. આ પરિસ્થિતિઓમાં, થોડા જ સમયમાં પાણીની સપાટી પર બરફનો પાતળો પડ બની જશે, પરંતુ બરફનો આ સ્તર ઇન્સ્યુલેટર તરીકે કામ કરશે, જે પાણીના નીચલા સ્તરોને સુરક્ષિત કરશે, જે 4 સે તાપમાને રહેશે. તેથી, વધુ ઠંડક પ્રક્રિયા ધીમી થશે.

ગરમ પાણીના કિસ્સામાં, પરિસ્થિતિ સંપૂર્ણપણે અલગ છે. બાષ્પીભવન અને તાપમાનના વધુ તફાવતને કારણે પાણીની સપાટીનું સ્તર વધુ ઝડપથી ઠંડું થશે. વધુમાં, ઠંડા પાણીના સ્તરો ગરમ પાણીના સ્તરો કરતાં વધુ ગીચ હોય છે, તેથી ઠંડા પાણીનું સ્તર નીચે ડૂબી જશે, જે ગરમ પાણીના સ્તરને સપાટી પર વધારશે. પાણીનું આ પરિભ્રમણ તાપમાનમાં ઝડપી ઘટાડો સુનિશ્ચિત કરે છે.

પરંતુ શા માટે આ પ્રક્રિયા સંતુલન બિંદુ સુધી પહોંચતી નથી? સંવહનના આ દૃષ્ટિકોણથી Mpemba અસરને સમજાવવા માટે, એવું માનવું જરૂરી છે કે પાણીના ઠંડા અને ગરમ સ્તરો અલગ પડે છે અને પાણીનું સરેરાશ તાપમાન 4 સે ની નીચે જાય પછી સંવહન પ્રક્રિયા પોતે જ ચાલુ રહે છે.

જો કે, આ પૂર્વધારણાને સમર્થન આપવા માટે કોઈ પ્રાયોગિક પુરાવા નથી કે પાણીના ઠંડા અને ગરમ સ્તરો સંવહનની પ્રક્રિયા દ્વારા અલગ પડે છે.

પાણીમાં ઓગળેલા વાયુઓ

થર્મલ વાહકતા

આ તમામ (તેમજ અન્ય) પરિસ્થિતિઓનો ઘણા પ્રયોગોમાં અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો, પરંતુ પ્રશ્નનો સ્પષ્ટ જવાબ - તેમાંથી કોણ Mpemba અસરનું સો ટકા પ્રજનન પ્રદાન કરે છે - ક્યારેય પ્રાપ્ત થયું ન હતું.

ઉદાહરણ તરીકે, 1995 માં, જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી ડેવિડ ઓરબેચે આ અસર પર સુપરકૂલિંગ પાણીની અસરનો અભ્યાસ કર્યો. તેણે શોધ્યું કે ગરમ પાણી, સુપરકૂલ્ડ સ્થિતિમાં પહોંચે છે, ઠંડા પાણી કરતાં વધુ તાપમાને થીજી જાય છે, અને તેથી તે પછીના કરતાં વધુ ઝડપી. પરંતુ ઠંડુ પાણી ગરમ પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી સુપરકૂલ્ડ સ્થિતિમાં પહોંચે છે, જેનાથી અગાઉના અંતરને વળતર મળે છે.

વધુમાં, Auerbach ના પરિણામો અગાઉના ડેટાનો વિરોધાભાસ કરે છે કે ઓછા સ્ફટિકીકરણ કેન્દ્રોને કારણે ગરમ પાણી વધુ સુપરકૂલિંગ પ્રાપ્ત કરવામાં સક્ષમ હતું. જ્યારે પાણી ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેમાં ઓગળેલા વાયુઓ તેમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે, અને જ્યારે તેને ઉકાળવામાં આવે છે, ત્યારે તેમાં ઓગળેલા કેટલાક ક્ષાર અવક્ષેપ કરે છે.

હમણાં માટે, ફક્ત એક જ વસ્તુ કહી શકાય - આ અસરનું પ્રજનન નોંધપાત્ર રીતે તે પરિસ્થિતિઓ પર આધારિત છે કે જેના હેઠળ પ્રયોગ હાથ ધરવામાં આવે છે. ચોક્કસ કારણ કે તે હંમેશા પુનઃઉત્પાદિત થતું નથી.

ઓ.વી. મોસીન

સાહિત્યિકસ્ત્રોતો:

"ગરમ પાણી ઠંડા પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી થીજી જાય છે. તે આવું શા માટે કરે છે?", ધ એમેચ્યોર સાયન્ટિસ્ટમાં જેર્લ વોકર, સાયન્ટિફિક અમેરિકન, વોલ્યુમ. 237, નં. 3, પૃષ્ઠ 246-257; સપ્ટેમ્બર, 1977.

"ધ ફ્રીઝિંગ ઓફ હોટ એન્ડ કોલ્ડ વોટર", જી.એસ. અમેરિકન જર્નલ ઑફ ફિઝિક્સમાં કેલ, વોલ્યુમ. 37, નં. 5, પૃષ્ઠ 564-565; મે, 1969.

"સુપરકૂલિંગ એન્ડ ધ એમપેમ્બા ઇફેક્ટ", ડેવિડ ઓરબેક, અમેરિકન જર્નલ ઓફ ફિઝિક્સમાં, વોલ્યુમ. 63, નં. 10, પૃષ્ઠ 882-885; ઑક્ટોબર 1995.

"ધ એમપેમ્બા ઇફેક્ટ: ધ ફ્રીઝિંગ ટાઈમ્સ ઓફ હોટ એન્ડ કોલ્ડ વોટર", ચાર્લ્સ એ. નાઈટ, અમેરિકન જર્નલ ઓફ ફિઝિક્સમાં, વોલ્યુમ. 64, નં. 5, પૃષ્ઠ 524; મે, 1996.

આ લેખમાં આપણે એ પ્રશ્ન જોઈશું કે શા માટે ઠંડા પાણી કરતાં ગરમ પાણી ઝડપથી થીજી જાય છે.

ગરમ પાણી ઠંડા પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી થીજી જાય છે! પાણીની આ અદ્ભુત મિલકત, જેના માટે વૈજ્ઞાનિકો હજુ પણ ચોક્કસ સમજૂતી શોધી શકતા નથી, તે પ્રાચીન સમયથી જાણીતું છે. ઉદાહરણ તરીકે, એરિસ્ટોટલમાં પણ શિયાળાની માછીમારીનું વર્ણન છે: માછીમારોએ બરફના છિદ્રોમાં ફિશિંગ સળિયા દાખલ કર્યા, અને જેથી તેઓ ઝડપથી થીજી જાય, તેઓએ બરફ પર ગરમ પાણી રેડ્યું. આ ઘટનાનું નામ 20મી સદીના 60ના દાયકામાં ઈરાસ્ટો એમપેમ્બાના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું હતું. આઈસ્ક્રીમ બનાવતી વખતે મ્નેમ્બાએ એક વિચિત્ર અસર જોઈ અને સમજૂતી માટે તેમના ભૌતિકશાસ્ત્રના શિક્ષક ડૉ. ડેનિસ ઓસ્બોર્ન તરફ વળ્યા. એમપેમ્બા અને ડો. ઓસ્બોર્ને જુદા જુદા તાપમાને પાણીનો પ્રયોગ કર્યો અને તારણ કાઢ્યું કે લગભગ ઉકળતું પાણી ઓરડાના તાપમાને પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી થીજી જવા લાગે છે. અન્ય વૈજ્ઞાનિકોએ તેમના પોતાના પ્રયોગો કર્યા અને દરેક વખતે સમાન પરિણામો મેળવ્યા.

ભૌતિક ઘટનાની સમજૂતી

આવું શા માટે થાય છે તેના માટે કોઈ સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત સમજૂતી નથી. ઘણા સંશોધકો સૂચવે છે કે સમગ્ર બિંદુ પ્રવાહીના સુપરકૂલિંગમાં છે, જે ત્યારે થાય છે જ્યારે તેનું તાપમાન ઠંડું બિંદુથી નીચે જાય છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, જો પાણી 0°C થી નીચેના તાપમાને થીજી જાય છે, તો સુપરકૂલ્ડ પાણીનું તાપમાન હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, -2°C અને તે બરફમાં બદલાયા વિના પણ પ્રવાહી રહી શકે છે. જ્યારે આપણે ઠંડા પાણીને સ્થિર કરવાનો પ્રયાસ કરીએ છીએ, ત્યારે એવી સંભાવના છે કે તે પહેલા સુપરકૂલ્ડ થઈ જશે અને થોડા સમય પછી જ સખત થઈ જશે. અન્ય પ્રક્રિયાઓ ગરમ પાણીમાં થાય છે. બરફમાં તેનું ઝડપી પરિવર્તન સંવહન સાથે સંકળાયેલું છે.

સંવહન- આ એક ભૌતિક ઘટના છે જેમાં પ્રવાહીના ગરમ નીચલા સ્તરો વધે છે, અને ઉપરના, ઠંડુ પડે છે.