Зарим тохиолдолд халуун ус яагаад хүйтэн уснаас хурдан хөлддөгийг шинжлэх ухааны үндэслэлтэй тайлбарлаж чадсан хүнд Британийн Хатан хааны химийн нийгэмлэгээс 1000 фунт стерлингийн шагнал олгохоор болжээ.

"Орчин үеийн шинжлэх ухаан энэ энгийн мэт асуултад хариулж чадахгүй хэвээр байна. Зайрмаг үйлдвэрлэгчид, барменууд энэ нөлөөг өдөр тутмын ажилдаа ашигладаг боловч энэ нь яагаад ажилладагийг хэн ч мэдэхгүй. Энэ асуудлыг Аристотель, Декарт зэрэг философичид олон мянган жилийн турш мэддэг байсан” гэж Британийн Хатан хааны химийн нийгэмлэгийн ерөнхийлөгч, профессор Дэвид Филлипс Нийгэмлэгийн хэвлэлийн мэдээнээс иш татсан байна.

Африкийн тогооч Английн физикийн профессорыг хэрхэн ялсан тухай

Энэ бол дөрөвдүгээр сарын нэгэн хошигнол биш, харин бие махбодийн хатуу ширүүн бодит байдал юм. Галактикууд болон хар нүхнүүдтэй хялбархан ажиллаж, кварк, бозонуудыг хайж олох аварга хурдасгуур бүтээдэг орчин үеийн шинжлэх ухаан анхан шатны ус хэрхэн "ажилладаг"-ыг тайлбарлаж чадахгүй. Сургуулийн сурах бичигт хүйтэн биеийг хөргөхөөс илүү халуун биеийг хөргөхөд илүү их цаг зарцуулдаг гэж тодорхой заасан байдаг. Гэхдээ усны хувьд энэ хууль тэр бүр ажиглагддаггүй. Аристотель МЭӨ 4-р зуунд энэ парадокс дээр анхаарлаа хандуулсан. д. Эртний Грек "Meteorologica I" номондоо "Усыг урьдчилан халаах нь түүнийг хөлдөхөд хүргэдэг. Тиймээс олон хүмүүс халуун усаа хурдан хөргөхийг хүсэх үедээ эхлээд наранд тавьдаг...” Дундад зууны үед Фрэнсис Бэкон, Рене Декарт нар энэ үзэгдлийг тайлбарлахыг оролдсон. Харамсалтай нь, агуу философичид ч, сонгодог термофизикийг хөгжүүлсэн олон тооны эрдэмтэд ч үүнийг хийж чадаагүй тул ийм эвгүй баримтыг удаан хугацаанд "мартсан" байв.

Зөвхөн 1968 онд тэд ямар ч шинжлэх ухаанаас хол, Танзанийн сургуулийн сурагч Эрасто Мпембегийн ачаар "сансан". 1963 онд хоолны урлагийн сургуульд сурч байхдаа 13 настай Мпэмбэг зайрмаг хийх даалгавар өгчээ. Технологийн дагуу сүүгээ буцалгаж, элсэн чихэр уусгаж, тасалгааны температурт хөргөж, дараа нь хөргөгчинд хийж хөлдөөх шаардлагатай байв. Мпэмба хичээл зүтгэлтэй оюутан биш, эргэлзсэн бололтой. Хичээл дуустал амжихгүй гэж айгаад хөргөгчинд халуун сүүгээ хийв. Бүх дүрэм журмын дагуу бэлтгэсэн нөхдийнхөө сүүнээс ч эрт хөлдсөн нь түүний гайхлыг төрүүлэв.

Мпемба өөрийн нээлтээ физикийн багштайгаа хуваалцахад бүх ангийн өмнө түүнийг шоолж инээв. Мпемба доромжлолыг санав. Таван жилийн дараа аль хэдийн Дар-эс-Салам дахь их сургуулийн оюутан тэрээр нэрт физикч Денис Г.Осборнийн лекцэнд оролцжээ. Лекцийн дараа тэрээр эрдэмтэнд асуулт тавив: "Хэрэв та ижил хэмжээний устай хоёр ижил савыг авч, нэгийг нь 35 ° C (95 ° F), нөгөөг нь 100 ° C (212 ° F) дээр байрлуулна. хөлдөөгчид, дараа нь халуун саванд ус илүү хурдан хөлдөх болно. Яагаад?" Бурхны орхигдсон Танзаниас ирсэн залуугийн асуултад Британийн профессор ямар хариу үйлдэл үзүүлснийг та төсөөлж болно. Тэр оюутныг шоолж байсан. Гэсэн хэдий ч Мпемба ийм хариулт авахад бэлэн байсан тул эрдэмтнийг бооцоо тавихад уриалав. Тэдний маргаан Мпембагийн зөв, Осборн ялагдсан туршилтын туршилтаар төгсөв. Ийнхүү тогооч шавь өөрийн нэрийг шинжлэх ухааны түүхэнд бичсэн бөгөөд одооноос энэ үзэгдлийг "Мпемба эффект" гэж нэрлэжээ. Үүнийг хаях, “байхгүй” гэж зарлах боломжгүй. Энэ үзэгдэл байдаг бөгөөд яруу найрагчийн бичсэнээр "энэ нь өвддөггүй."

Тоос тоосонцор болон ууссан бодисууд буруутай юу?

Олон жилийн турш олон хүн хөлдөж буй усны нууцыг тайлах гэж оролдсон. Энэ үзэгдлийн талаархи бүхэл бүтэн тайлбарыг санал болгосон: ууршилт, конвекц, ууссан бодисын нөлөөлөл - гэхдээ эдгээр хүчин зүйлсийн аль нь ч тодорхой гэж тооцогдохгүй. Хэд хэдэн эрдэмтэд бүх амьдралаа Mpemba эффектэд зориулжээ. Нью-Йоркийн Улсын Их Сургуулийн Цацрагийн аюулгүй байдлын тэнхимийн гишүүн Жеймс Браунриж арваад жилийн турш чөлөөт цагаараа парадоксыг судалжээ. Олон зуун туршилт хийсний дараа эрдэмтэн гипотерми "гэм буруутай" гэсэн нотолгоотой гэж мэдэгджээ. Браунридж 0 хэмд ус зөвхөн хэт хөргөж, температур буурах үед хөлдөж эхэлдэг гэж тайлбарлав. Хөлдөлтийн цэгийг усан дахь хольцоор зохицуулдаг - тэд мөсөн талст үүсэх хурдыг өөрчилдөг. Тоос тоосонцор, бактери, ууссан давс зэрэг хольцууд нь талстжих төвүүдийн эргэн тойронд мөсөн талстууд үүсэх үед цөм үүсэх өвөрмөц температуртай байдаг. Усанд хэд хэдэн элемент нэг дор байх үед хөлдөх цэгийг хамгийн өндөр цөмийн температуртай нэгээр нь тодорхойлно.

Туршилтын хувьд Браунридж ижил температуртай хоёр уснаас дээж авч хөлдөөгчид хийжээ. Тэрээр сорьцуудын нэг нь нөгөөгөөсөө түрүүлж хөлддөг болохыг олж мэдсэн нь янз бүрийн хольцтой холбоотой байж магадгүй юм.

Браунридж хэлэхдээ халуун ус илүү хурдан хөрдөг, учир нь ус ба хөлдөөгчийн температурын хооронд илүү их ялгаа байдаг - энэ нь хүйтэн ус байгалийн хөлдөх цэгтээ хүрэхээс өмнө хөлдөх цэгтээ хүрэхэд тусалдаг бөгөөд энэ нь дор хаяж 5 ° C бага байдаг.

Гэсэн хэдий ч Браунрижийн үндэслэл олон асуултыг төрүүлдэг. Тиймээс Mpemba эффектийг өөрийнхөөрөө тайлбарлаж чадах хүмүүс Британийн Хатан хааны химийн нийгэмлэгээс мянган фунт стерлингийн төлөө өрсөлдөх боломжтой.

Хуучин сайн H 2 O томъёо нь ямар ч нууцыг агуулдаггүй юм шиг санагдаж байна. Гэвч үнэн хэрэгтээ ус - амьдралын эх сурвалж, дэлхийн хамгийн алдартай шингэн нь эрдэмтэд хүртэл заримдаа тайлж чаддаггүй олон нууцаар дүүрэн байдаг.

Усны тухай хамгийн сонирхолтой 5 баримт энд байна.

1. Халуун ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг

Устай хоёр савыг авч үзье: нэг рүү нь халуун ус, нөгөө рүү нь хүйтэн ус хийнэ, хөлдөөгчид хийнэ. Халуун ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг, гэхдээ логикийн дагуу хүйтэн ус эхлээд мөс болж хувирах ёстой байсан: эцсийн эцэст халуун ус эхлээд хүйтэн температурт хөргөж, дараа нь мөс болж хувирдаг бол хүйтэн ус хөлдөхгүй. хөргөх хэрэгтэй. Яагаад ийм зүйл болж байна вэ?

1963 онд Танзани улсын ахлах сургуулийн сурагч Эрасто Б.Мпемба зайрмагны хольцыг хөлдөөж байх үед халуун хольц нь хөлдөөгчид хүйтэн байснаас илүү хурдан хатуурч байгааг анзаарчээ. Залуу өөрийн нээлтээ физикийн багштайгаа хуваалцахад түүнийг шоолон инээж байв. Аз болоход сурагч тууштай байж, багшийг туршилт явуулахыг ятгасан нь түүний нээлтийг баталжээ: тодорхой нөхцөлд халуун ус хүйтэн уснаас илүү хурдан хөлддөг.

Одоо халуун ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг энэ үзэгдлийг "Мпемба эффект" гэж нэрлэдэг. Үнэн бол түүний өмнө энэ усны өвөрмөц шинж чанарыг Аристотель, Фрэнсис Бэкон, Рене Декарт нар тэмдэглэсэн байдаг.

Эрдэмтэд энэ үзэгдлийн мөн чанарыг бүрэн ойлгоогүй байгаа бөгөөд үүнийг хэт хөргөлт, ууршилт, мөс үүсэх, конвекцын ялгаа, эсвэл халуун, хүйтэн усанд шингэрүүлсэн хийн нөлөөгөөр тайлбарлаж байна.

X.RU-аас "Халуун ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг" сэдвээр бичсэн тэмдэглэл.

Хөргөлтийн асуудал бидэнд илүү ойр байдаг тул хөргөлтийн мэргэжилтнүүд бид энэ асуудлын мөн чанарыг бага зэрэг гүнзгийрүүлж, ийм нууцлаг үзэгдлийн мөн чанарын талаар хоёр санал бодлоо илэрхийлэх болно.

1. Вашингтоны их сургуулийн эрдэмтэн Аристотелийн үеэс мэдэгдэж байсан нууцлаг үзэгдлийн тайлбарыг санал болгов: халуун ус яагаад хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг вэ?

Mpemba эффект гэж нэрлэгддэг уг үзэгдлийг практикт өргөн ашигладаг. Жишээлбэл, мэргэжилтнүүд жолооч нарт өвлийн улиралд угаагчийн усан сан руу халуун биш, хүйтэн ус асгахыг зөвлөж байна. Гэхдээ энэ үзэгдлийн үндэс суурь нь удаан хугацааны туршид тодорхойгүй хэвээр байв.

Вашингтоны их сургуулийн доктор Жонатан Катз энэ үзэгдлийг судалж үзээд усанд ууссан, халах үед тунадас үүсгэдэг бодис чухал үүрэг гүйцэтгэдэг гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн гэж EurekAlert мэдээлэв.

Ууссан бодис гэж доктор Катц хатуу усанд агуулагддаг кальци, магнийн бикарбонатыг хэлж байна. Ус халах үед эдгээр бодисууд тунадасжиж, данхны ханан дээр царцдас үүсгэдэг. Хэзээ ч халааж байгаагүй ус нь эдгээр хольцыг агуулдаг. Энэ нь хөлдөж, мөсөн талст үүсэх үед усан дахь хольцын агууламж 50 дахин нэмэгддэг. Үүнээс болж усны хөлдөх цэг буурдаг. "Одоо ус хөлдөхийн тулд илүү хөргөх ёстой" гэж доктор Катз тайлбарлав.

Халаалтгүй усыг хөлдөхөөс сэргийлдэг хоёр дахь шалтгаан бий. Усны хөлдөх цэгийг бууруулах нь хатуу ба шингэн фазын температурын зөрүүг бууруулдаг. "Усны дулаанаа алдах хурд нь энэ температурын зөрүүгээс хамаардаг тул халаагаагүй ус бага хөргөдөг" гэж доктор Катз тайлбарлав.

Эрдэмтний хэлснээр түүний онолыг туршилтаар шалгаж болно, учир нь Mpemba нөлөө нь хатуу усанд илүү мэдэгдэхүйц болдог.

2. Хүчилтөрөгч, устөрөгч, хүйтэн нь мөс үүсгэдэг. Энэ тунгалаг бодис нь эхлээд харахад маш энгийн мэт санагддаг. Бодит байдал дээр мөс олон нууцлаг зүйлээр дүүрэн байдаг. Африкийн Эрасто Мпембагийн бүтээсэн мөс алдар нэрийн талаар огт бодоогүй. Өдрүүд халуун байлаа. Тэр popsicle хүссэн. Тэр шүүсний хайрцгийг аваад хөлдөөгчид хийв. Тэр үүнийг нэгээс олон удаа хийсэн тул шүүсийг наранд авбал маш хурдан хөлддөгийг анзаарсан - энэ нь үнэхээр халаадаг! Энэ бол хачирхалтай гэж ертөнцийн мэргэн ухаанаас харш үйлдэл хийсэн Танзанийн сургуулийн сурагч бодов. Шингэнийг хурдан мөс болгохын тулд эхлээд ... халаах ёстой гэдэг үнэн үү? Залуу маш их гайхсан тул багштай таамаглалаа хуваалцав. Тэрээр энэ сониуч зангаа хэвлэлээр мэдээлжээ.

Энэ түүх өнгөрсөн зууны жараад онд болсон. Одоо "Мпемба эффект"-ийг эрдэмтэд сайн мэддэг болсон. Гэвч удаан хугацааны турш энэ энгийн мэт санагдах үзэгдэл нууц хэвээр үлджээ. Яагаад халуун ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг вэ?

1996 он хүртэл физикч Дэвид Ауэрбах шийдлийг олсонгүй. Энэ асуултад хариулахын тулд тэрээр бүтэн жилийн турш туршилт хийсэн: тэр аяганд ус халааж, дахин хөргөв. Тэгэхээр тэр юу олж мэдсэн бэ? Халах үед усанд ууссан агаарын бөмбөлөгүүд ууршдаг. Хийгүй ус нь савны хананд илүү амархан хөлддөг. "Мэдээж агаарын өндөр агууламжтай ус бас хөлдөх болно" гэж Ауэрбах хэлэв, "гэхдээ цельсийн 0 хэмд биш, харин хасах 4-6 хэмд л байна." Мэдээжийн хэрэг та илүү удаан хүлээх хэрэгтэй болно. Тиймээс хүйтэн уснаас өмнө халуун ус хөлддөг нь шинжлэх ухааны үндэслэлтэй баримт юм.

Бидний нүдний өмнө мөс шиг амархан гарч ирдэг бодис бараг байдаггүй. Энэ нь зөвхөн усны молекулуудаас бүрддэг, өөрөөр хэлбэл хоёр устөрөгчийн атом, нэг хүчилтөрөгчийн атом агуулсан энгийн молекулуудаас бүрддэг. Гэсэн хэдий ч мөс бол орчлон ертөнцийн хамгийн нууцлаг бодис юм. Эрдэмтэд түүний зарим шинж чанарыг тайлбарлаж чадаагүй байна.

2. Хэт хөргөх ба "шууд" хөлдөөх

Ус 0°С хүртэл хөргөхөд үргэлж мөс болж хувирдгийг бүгд мэднэ... зарим тохиолдолд! Үүний нэг жишээ бол маш цэвэр ус нь хөлдөхөөс доош хөргөсөн ч шингэн хэвээр үлддэг "хэт хөргөлт" юм. Энэ үзэгдэл нь хүрээлэн буй орчинд мөсөн талст үүсэхийг өдөөж болох талстжилтын төвүүд эсвэл цөмүүд агуулаагүйн улмаас боломжтой болсон. Тиймээс ус нь цельсийн 0 хэмээс доош хөргөсөн ч шингэн хэлбэрээр үлддэг. Талсжих процессыг жишээлбэл, хийн бөмбөлөг, хольц (бохирдуулагч) эсвэл савны тэгш бус гадаргуугаар өдөөгдөж болно. Тэдгээргүйгээр ус шингэн төлөвт үлдэнэ. Талсжих процесс эхлэхэд та хэт хөргөсөн ус тэр даруй мөс болж хувирахыг харж болно.

Фил Мединагийн (www.mrsciguy.com) видеог (2,901 KB, 60 сек) үзээд өөрөө үзээрэй >>

Сэтгэгдэл.Хэт халсан ус буцалгах цэгээс дээш халсан ч шингэн хэвээр байна.

3. "Шилэн" ус

Хурдан бөгөөд бодолгүйгээр ус хэдэн өөр төлөвтэй болохыг нэрлээрэй?

Хэрэв та гурван (хатуу, шингэн, хий) гэж хариулсан бол та буруу байсан. Эрдэмтэд шингэн усны 5-аас доошгүй төлөв, мөсний 14 төлөв байдлыг тодорхойлдог.

Хэт хөргөсөн усны тухай яриаг санаж байна уу? Тэгэхээр та юу ч хийсэн бай -38 хэмд хамгийн цэвэр хөргөсөн ус хүртэл гэнэт мөс болж хувирдаг. Цаашид буурахад юу тохиолдох вэ?

температур? -120 хэмд усанд ямар нэгэн хачирхалтай зүйл тохиолдож эхэлдэг: энэ нь молас шиг супер наалдамхай эсвэл наалдамхай болж, -135 ° C-аас доош температурт "шилэн" эсвэл "шилэн" ус болж хувирдаг - талст бүтэцгүй хатуу бодис .

4. Усны квант шинж чанар

Молекулын түвшинд ус бүр ч гайхмаар. 1995 онд эрдэмтдийн хийсэн нейтроныг сарниулах туршилт гэнэтийн үр дүнд хүрсэн: физикчид усны молекулуудад чиглэсэн нейтронууд төсөөлж байснаас 25% бага устөрөгчийн протоныг "хардаг" болохыг олж мэдэв.

Нэг аттосекундын хурдаар (10-18 секунд) ер бусын квант эффект үүсч, усны химийн томъёо нь ердийн нэг H 2 O биш H 1.5 O болж хувирав!

5. Ус санах ойтой юу?

Уламжлалт анагаах ухааны альтернатив арга болох гомеопати нь шингэрүүлсэн хүчин зүйл нь уусмалд усны молекулуудаас өөр юу ч үлдэхгүй байсан ч шингэрүүлсэн уусмал нь бие махбодийг эдгээх нөлөөтэй байдаг. Гомеопатийг дэмжигчид энэхүү парадоксыг "усны ой санамж" хэмээх ойлголтоор тайлбарладаг бөгөөд үүний дагуу молекулын түвшинд ус нэг удаа ууссан бодисын "санах ой" -тай байдаг бөгөөд нэг ч удаа ууссангүй анхны концентрацийн уусмалын шинж чанарыг хадгалдаг. бүрэлдэхүүн хэсгийн молекул дотор нь үлддэг.

Гомеопатийн зарчмуудыг шүүмжилсэн Белфастын их сургуулийн профессор Мадлен Эннис тэргүүтэй олон улсын эрдэмтдийн бүлэг 2002 онд энэ үзэл баримтлалыг бүрмөсөн няцаах туршилт хийжээ Тэд "усны ой санамж"-ын нөлөөний бодит байдлыг баталж чадсан ч бие даасан шинжээчдийн хяналтан дор хийсэн туршилтууд ямар ч үр дүнд хүрээгүй.

Ус нь энэ нийтлэлд яриагүй бусад олон ер бусын шинж чанартай байдаг.

Уран зохиол.

1. Усны тухай үнэхээр хачирхалтай 5 зүйл / http://www.neatorama.com.
2. Усны нууц: Аристотель-Мпемба эффектийн онолыг бий болгосон / http://www.o8ode.ru.
3. Непомнящий Н.Н. Амьгүй байгалийн нууц. Орчлон ертөнцийн хамгийн нууцлаг бодис / http://www.bibliotekar.ru.

Mpemba эффект(Мпембагийн парадокс) нь зарим нөхцөлд халуун ус нь хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг гэсэн парадокс юм, гэхдээ хөлдөх явцад хүйтэн усны температурыг давах ёстой. Энэхүү парадокс нь ердийн санаатай зөрчилддөг туршилтын баримт бөгөөд үүний дагуу ижил нөхцөлд илүү халсан бие нь тодорхой температурт хөргөхөд бага халсан бие ижил температурт хөргөхөөс илүү их цаг зарцуулдаг.

Энэ үзэгдлийг Аристотель, Фрэнсис Бэкон, Рене Декарт нар нэгэн цагт анзаарсан боловч 1963 онд л Танзанийн сургуулийн сурагч Эрасто Мпемба халуун зайрмагны хольц хүйтэн зайрмагнаас хурдан хөлддөг болохыг олж мэджээ.

Танзанийн Магамби ахлах сургуулийн сурагч байхдаа Эрасто Мпемба тогоочоор практик ажил хийдэг байв. Түүнд гар хийцийн зайрмаг хийх хэрэгтэй - сүү буцалгаж, элсэн чихэр уусгаж, тасалгааны температурт хөргөөд дараа нь хөргөгчинд хийж хөлдөөнө. Мпэмба тийм ч хичээнгүй сурагч биш байсан тул даалгаврын эхний хэсгийг хойшлуулсан бололтой. Хичээл дуустал амжихгүй гэж айгаад хөргөгчинд халуун сүүгээ хийв. Өгөгдсөн технологийн дагуу бэлтгэсэн нөхдийнхөө сүүнээс ч эрт хөлдсөн нь түүний гайхлыг төрүүлэв.

Үүний дараа Мпемба зөвхөн сүү төдийгүй энгийн усаар туршилт хийжээ. Ямар ч байсан Мквава дунд сургуулийн сурагч байхдаа тэрээр Дар-Эс-Салам дахь их сургуулийн коллежийн профессор Деннис Осборнд (сургуулийн захирал оюутнуудад физикийн тухай лекц уншихыг урьсан) усны талаар тусгайлан: "Хэрэв та ижил хэмжээний устай хоёр ижил савыг нэг саванд нь 35 хэм, нөгөө нь 100 хэмийн температуртай байлгаж, хөлдөөгчид хийнэ, хоёр дахь нь ус илүү хурдан хөлдөх болно. Яагаад? Осборн энэ асуудлыг сонирхож эхэлсэн бөгөөд удалгүй 1969 онд Мпемба хоёрын хамт Физик боловсрол сэтгүүлд туршилтынхаа үр дүнг нийтлэв. Түүнээс хойш тэдний нээсэн эффект гэж нэрлэгдэх болсон Mpemba эффект.

Өнөөг хүртэл энэ хачирхалтай нөлөөг яг яаж тайлбарлахыг хэн ч мэдэхгүй. Эрдэмтэд олон хувилбартай ч гэсэн ганц хувилбар байдаггүй. Энэ бүхэн нь халуун, хүйтэн усны шинж чанарын ялгааны тухай юм, гэхдээ энэ тохиолдолд ямар шинж чанар нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг нь тодорхойгүй байна: хэт хөргөлт, ууршилт, мөс үүсэх, конвекц, эсвэл усанд шингэрүүлсэн хийн нөлөөллийн ялгаа. өөр өөр температур.

Mpemba эффектийн парадокс нь биеийг орчны температур хүртэл хөргөх хугацаа нь энэ бие ба хүрээлэн буй орчны температурын зөрүүтэй пропорциональ байх ёстой. Энэ хуулийг Ньютон бий болгосон бөгөөд түүнээс хойш практикт олон удаа батлагдсан. Энэ нөлөөгөөр 100°С-ийн температуртай ус 35°С-ийн температуртай ижил хэмжээний уснаас 0°С-ийн температур хүртэл хурдан хөрнө.

Гэсэн хэдий ч Mpemba эффектийг мэдэгдэж байгаа физикийн хүрээнд тайлбарлаж болох тул энэ нь парадокс гэсэн үг биш юм. Mpemba эффектийн зарим тайлбарыг энд оруулав.

Ууршилт

Халуун ус нь савнаас хурдан ууршиж, улмаар түүний эзэлхүүнийг багасгаж, ижил температурт бага хэмжээний ус илүү хурдан хөлддөг. 100С хүртэл халсан ус 0С хүртэл хөргөхөд массынхаа 16%-ийг алддаг.

Ууршилтын нөлөө нь давхар нөлөө юм. Нэгдүгээрт, хөргөхөд шаардагдах усны масс буурдаг. Хоёрдугаарт, усны үе шатнаас уурын үе рүү шилжих ууршилтын дулаан буурч байгаатай холбоотойгоор температур буурдаг.

Температурын зөрүү

Халуун ус ба хүйтэн агаарын температурын зөрүү их байдаг тул энэ тохиолдолд дулааны солилцоо илүү эрчимтэй явагдаж, халуун ус хурдан хөрнө.

Гипотерми

Ус 0 хэмээс доош хөргөхөд тэр бүр хөлддөггүй. Зарим нөхцөлд энэ нь хэт хөргөлтөд орж, хөлдөхөөс доош температурт шингэн хэвээр үлддэг. Зарим тохиолдолд ус нь -20 хэмийн температурт ч шингэн хэвээр үлддэг.

Энэ нөлөөллийн шалтгаан нь анхны мөсөн талстууд үүсч эхлэхийн тулд талст үүсэх төвүүд шаардлагатай байдаг. Хэрэв тэдгээр нь шингэн усанд байхгүй бол талстууд аяндаа үүсч эхлэх хүртэл температур хангалттай буурах хүртэл хэт хөргөлт үргэлжлэх болно. Тэд хэт хөргөсөн шингэнд үүсч эхлэхэд тэд илүү хурдан ургаж, нялцгай мөс үүсгэж, мөс үүсгэхийн тулд хөлдөх болно.

Халуун ус нь гипотермид хамгийн өртөмтгий байдаг, учир нь халаах нь ууссан хий, бөмбөлгийг зайлуулдаг бөгөөд энэ нь эргээд мөсөн талст үүсэх төв болж чаддаг.

Гипотерми яагаад халуун ус илүү хурдан хөлддөг вэ? Хүйтэн усны хэт хөргөлтгүй тохиолдолд дараахь зүйл тохиолддог. Энэ тохиолдолд хөлөг онгоцны гадаргуу дээр нимгэн мөсөн давхарга үүснэ. Энэ мөсний давхарга нь ус болон хүйтэн агаарын хооронд тусгаарлагч болж, цаашдын ууршилтаас сэргийлнэ. Энэ тохиолдолд мөсөн талст үүсэх хурд бага байх болно. Хэт хөргөлттэй халуун усны хувьд хэт хөргөсөн ус нь хамгаалалтын гадаргуугийн мөсний давхаргагүй байдаг. Тиймээс энэ нь ил задгай оройгоор илүү хурдан дулаанаа алддаг.

Хэт хөргөлтийн процесс дуусч, ус хөлдөх үед илүү их дулаан алдагдаж, илүү их мөс үүсдэг.

Энэ нөлөөний олон судлаачид гипотерми нь Mpemba эффектийн гол хүчин зүйл гэж үздэг.

Конвекц

Хүйтэн ус нь дээрээс хөлдөж эхэлдэг бөгөөд ингэснээр дулааны цацраг, конвекцийн процессыг улам дордуулж, улмаар дулаан алддаг бол халуун ус доороос хөлдөж эхэлдэг.

Энэ нөлөөг усны нягтралын гажигтай холбон тайлбарладаг. Ус хамгийн их нягтралтай 4С. Хэрэв та усыг 4С хүртэл хөргөж, бага температурт тавих юм бол усны гадаргуугийн давхарга илүү хурдан хөлддөг. Энэ ус нь 4 С-ийн температурт уснаас бага нягттай тул гадаргуу дээр үлдэж, нимгэн хүйтэн давхарга үүсгэдэг. Ийм нөхцөлд богино хугацаанд усны гадаргуу дээр нимгэн мөсөн давхарга үүсэх боловч энэ мөсний давхарга нь 4 хэмийн температурт үлдэх усны доод давхаргыг хамгаалж, тусгаарлагчийн үүрэг гүйцэтгэнэ. Тиймээс цаашид хөргөх процесс удааширна.

Халуун усны хувьд нөхцөл байдал огт өөр. Усны гадаргуугийн давхарга нь ууршилт, температурын зөрүүгээс болж илүү хурдан хөрнө. Үүнээс гадна хүйтэн усны давхаргууд нь халуун усны давхаргаас илүү нягт байдаг тул хүйтэн усны давхарга доошоо живж, халуун усны давхаргыг гадаргуу дээр дээшлүүлнэ. Усны ийм эргэлт нь температурын огцом уналтыг баталгаажуулдаг.

Гэхдээ яагаад энэ үйл явц тэнцвэрт байдалд хүрэхгүй байна вэ? Mpemba эффектийг конвекцийн үүднээс тайлбарлахын тулд усны хүйтэн, халуун давхаргууд тусгаарлагдсан бөгөөд усны дундаж температур 4 хэмээс доош буусны дараа конвекцийн процесс өөрөө үргэлжилдэг гэж үзэх шаардлагатай.

Гэсэн хэдий ч усны хүйтэн ба халуун давхаргууд нь конвекцийн процессоор тусгаарлагддаг гэсэн энэ таамаглалыг батлах туршилтын нотолгоо байхгүй байна.

Усанд ууссан хий

Ус нь үргэлж ууссан хий агуулдаг - хүчилтөрөгч ба нүүрстөрөгчийн давхар исэл. Эдгээр хий нь усны хөлдөх цэгийг багасгах чадвартай. Ус халах үед эдгээр хий нь өндөр температурт усанд уусах чадвар нь бага байдаг тул уснаас ялгардаг. Тиймээс халуун ус хөргөхөд халаалтгүй хүйтэн устай харьцуулахад ууссан хий нь үргэлж бага байдаг. Тиймээс халсан усны хөлдөх температур өндөр, хурдан хөлддөг. Энэ хүчин зүйлийг заримдаа Mpemba эффектийг тайлбарлах гол хүчин зүйл гэж үздэг боловч энэ баримтыг баталгаажуулсан туршилтын мэдээлэл байхгүй байна.

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр

Эдгээр (мөн бусад) бүх нөхцлийг олон туршилтаар судалж үзсэн боловч тэдгээрийн аль нь Mpemba эффектийг зуун хувь хуулбарлах боломжтой вэ гэсэн асуултын тодорхой хариултыг хэзээ ч олж чадаагүй байна.

Жишээлбэл, 1995 онд Германы физикч Давид Ауэрбах энэ нөлөөнд хэт хөргөх усны нөлөөг судалжээ. Тэрээр хэт хөргөлттэй халуун ус хүйтэн уснаас өндөр температурт хөлддөг тул сүүлчийнхээс хурдан хөлддөг болохыг олж мэдэв. Гэхдээ хүйтэн ус нь халуун уснаас илүү хурдан хөргөлттэй байдалд хүрч, улмаар өмнөх хоцролтыг нөхдөг.

Нэмж дурдахад, Ауэрбахын үр дүн нь талстжих төвүүд бага тул халуун ус илүү их хөргөлттэй байсан гэсэн өмнөх мэдээлэлтэй зөрчилдөж байв. Усыг халаахад дотор нь ууссан хийнүүд нь ялгарч, буцалгахад зарим давс нь тунадас үүсгэдэг.

Одоогийн байдлаар зөвхөн нэг зүйлийг хэлж болно - энэ нөлөөг нөхөн сэргээх нь туршилт хийх нөхцлөөс ихээхэн хамаарна. Яагаад гэвэл энэ нь үргэлж хуулбарлагддаггүй.

1963 онд Танзанийн сургуулийн сурагч Эрасто Мпемба багшаасаа "Яагаад түүний хөлдөөгчинд байгаа бүлээн зайрмаг хүйтнээс хурдан хөлддөг вэ?" гэсэн тэнэг асуулт асуужээ.

Тэрээр физикийн багш руу хандаж тодруулга авах гэсэн боловч "Энэ бол бүх нийтийн физик биш, харин Мпемба физик" гэж сурагчийг шоолон инээв. Үүний дараа Мпемба зөвхөн сүү төдийгүй энгийн усаар туршилт хийжээ.

Ямар ч байсан Мквава дунд сургуулийн сурагч байхдаа тэрээр Дар-Эс-Салам дахь их сургуулийн коллежийн профессор Деннис Осборнд (сургуулийн захирал оюутнуудад физикийн тухай лекц уншихыг урьсан) усны талаар тусгайлан: "Хэрэв та ижил хэмжээний устай хоёр ижил савыг нэг саванд нь 35 хэм, нөгөө нь 100 хэмийн температуртай байлгаж, хөлдөөгчид хийнэ, хоёр дахь нь ус илүү хурдан хөлдөх болно. Яагаад?" Осборн энэ асуудлыг сонирхож эхэлсэн бөгөөд удалгүй 1969 онд Мпемба хоёрын хамт Физик боловсрол сэтгүүлд туршилтынхаа үр дүнг нийтлэв. Түүнээс хойш тэдний нээсэн эффектийг Mpemba эффект гэж нэрлэх болсон.

Яагаад ийм зүйл болдгийг та сонирхож байна уу? Хэдхэн жилийн өмнө эрдэмтэд энэ үзэгдлийг тайлбарлаж чаджээ...

Mpemba Effect (Mpemba Paradox) нь зарим нөхцөлд халуун ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг гэсэн парадокс юм, гэхдээ хөлдөх явцад хүйтэн усны температурыг давах ёстой. Энэхүү парадокс нь ердийн санаатай зөрчилддөг туршилтын баримт бөгөөд үүний дагуу ижил нөхцөлд илүү халсан бие нь тодорхой температурт хөргөхөд бага халсан бие ижил температурт хөргөхөөс илүү их цаг зарцуулдаг.

Энэ үзэгдлийг тэдний үед Аристотель, Фрэнсис Бэкон, Рене Декарт нар анзаарчээ. Өнөөг хүртэл энэ хачирхалтай нөлөөг яг яаж тайлбарлахыг хэн ч мэдэхгүй. Эрдэмтэд олон хувилбартай ч гэсэн ганц хувилбар байдаггүй. Энэ бүхэн нь халуун, хүйтэн усны шинж чанарын ялгааны тухай юм, гэхдээ энэ тохиолдолд ямар шинж чанар нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг нь тодорхойгүй байна: хэт хөргөлт, ууршилт, мөс үүсэх, конвекц, эсвэл усанд шингэрүүлсэн хийн нөлөөллийн ялгаа. өөр өөр температур. Mpemba эффектийн парадокс нь биеийг орчны температур хүртэл хөргөх хугацаа нь энэ бие ба хүрээлэн буй орчны температурын зөрүүтэй пропорциональ байх ёстой. Энэ хуулийг Ньютон бий болгосон бөгөөд түүнээс хойш практикт олон удаа батлагдсан. Энэ нөлөөгөөр 100°С-ийн температуртай ус 35°С-ийн температуртай ижил хэмжээний уснаас 0°С-ийн температур хүртэл хурдан хөрнө.

Түүнээс хойш янз бүрийн хувилбаруудыг илэрхийлсэн бөгөөд тэдгээрийн нэг нь дараах байдалтай байсан: халуун усны нэг хэсэг нь эхлээд зүгээр л ууршдаг бөгөөд дараа нь бага зэрэг үлдэх үед ус илүү хурдан хөлддөг. Энэ хувилбар нь энгийн байдлаасаа болоод хамгийн алдартай болсон боловч эрдэмтдийн сэтгэлд бүрэн нийцсэнгүй.

Эдүгээ Сингапурын Наньян технологийн их сургуулийн химич Ши Жангаар ахлуулсан судлаачдын баг бүлээн ус яагаад хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг тухай олон жилийн нууцыг тайлсан гэж мэдэгдэв. Хятадын мэргэжилтнүүдийн олж мэдсэнээр энэ нууц нь усны молекулуудын хоорондох устөрөгчийн холбоонд хуримтлагдсан энергийн хэмжээнд оршдог.

Та бүхний мэдэж байгаагаар усны молекулууд нь нэг хүчилтөрөгчийн атом ба хоёр устөрөгчийн атомаас бүрддэг бөгөөд бөөмийн түвшинд электрон солилцоо шиг харагддаг. Өөр нэг мэдэгдэж байгаа баримт бол устөрөгчийн атомууд хөрш молекулуудаас хүчилтөрөгчийн атомуудад татагддаг - устөрөгчийн холбоо үүсдэг.

Үүний зэрэгцээ усны молекулууд ерөнхийдөө бие биенээ няцаадаг. Сингапурын эрдэмтэд ажиглав: ус дулаан байх тусам түлхэлтийн хүч ихэссэнээс шингэний молекулуудын хоорондох зай ихсэх болно. Үүний үр дүнд устөрөгчийн холбоо сунадаг тул илүү их энерги хуримтлуулдаг. Ус хөргөх үед энэ энерги ялгардаг - молекулууд бие биедээ ойртдог. Мөн мэдэгдэж байгаагаар энерги ялгарах нь хөргөх гэсэн үг юм.

Эрдэмтдийн дэвшүүлсэн таамаглалууд энд байна.

Ууршилт

Халуун ус нь савнаас хурдан ууршиж, улмаар түүний эзэлхүүнийг багасгаж, ижил температурт бага хэмжээний ус илүү хурдан хөлддөг. 100°С хүртэл халсан ус 0°С хүртэл хөргөхөд массынхаа 16%-ийг алддаг. Ууршилтын нөлөө нь давхар нөлөө юм. Нэгдүгээрт, хөргөхөд шаардагдах усны масс буурдаг. Хоёрдугаарт, ууршилтаас болж түүний температур буурдаг.

Температурын зөрүү

Гипотерми
Ус 0 хэмээс доош хөргөхөд үргэлж хөлддөггүй. Зарим нөхцөлд энэ нь хэт хөргөлтөд орж, хөлдөхөөс доош температурт шингэн хэвээр үлддэг. Зарим тохиолдолд ус нь -20 градусын температурт ч шингэн хэвээр үлддэг. Энэ нөлөөллийн шалтгаан нь анхны мөсөн талстууд үүсч эхлэхийн тулд талст үүсэх төвүүд шаардлагатай байдаг. Хэрэв тэдгээр нь шингэн усанд байхгүй бол талстууд аяндаа үүсч эхлэх хүртэл температур хангалттай буурах хүртэл хэт хөргөлт үргэлжлэх болно. Тэд хэт хөргөсөн шингэнд үүсч эхлэхэд тэд илүү хурдан ургаж, нялцгай мөс үүсгэж, мөс үүсгэхийн тулд хөлдөх болно. Халуун ус нь гипотермид хамгийн өртөмтгий байдаг, учир нь халаах нь ууссан хий, бөмбөлгийг зайлуулдаг бөгөөд энэ нь эргээд мөсөн талст үүсэх төв болж чаддаг. Гипотерми яагаад халуун ус илүү хурдан хөлддөг вэ? Хүйтэн усны хэт хөргөлтгүй тохиолдолд дараахь зүйл тохиолддог: түүний гадаргуу дээр мөсөн нимгэн давхарга үүсдэг бөгөөд энэ нь ус ба хүйтэн агаарын хооронд тусгаарлагч болж, улмаар цаашдын ууршилтаас сэргийлдэг. Энэ тохиолдолд мөсөн талст үүсэх хурд бага байх болно. Хэт хөргөлттэй халуун усны хувьд хэт хөргөсөн ус нь хамгаалалтын гадаргуугийн мөсний давхаргагүй байдаг. Тиймээс энэ нь ил задгай оройгоор илүү хурдан дулаанаа алддаг. Хэт хөргөлтийн процесс дуусч, ус хөлдөх үед илүү их дулаан алдагдаж, илүү их мөс үүсдэг. Энэ нөлөөний олон судлаачид гипотерми нь Mpemba эффектийн гол хүчин зүйл гэж үздэг.
Конвекц

Хүйтэн ус нь дээрээс хөлдөж эхэлдэг бөгөөд ингэснээр дулааны цацраг, конвекцийн процессыг улам дордуулж, улмаар дулаан алддаг бол халуун ус доороос хөлдөж эхэлдэг. Энэ нөлөөг усны нягтралын гажигтай холбон тайлбарладаг. Усны хамгийн их нягт нь 4 ° C байна. Хэрэв та усыг 4 хэм хүртэл хөргөж, бага температуртай орчинд байрлуулбал усны гадаргуугийн давхарга илүү хурдан хөлддөг. Энэ ус нь 40С-ийн температуртай уснаас бага нягттай тул гадаргуу дээр үлдэж, нимгэн хүйтэн давхарга үүсгэдэг. Ийм нөхцөлд богино хугацаанд усны гадаргуу дээр нимгэн мөсөн давхарга үүсэх боловч энэ мөсний давхарга нь 4 хэмийн температурт үлдэх усны доод давхаргыг хамгаалж, тусгаарлагчийн үүрэг гүйцэтгэнэ. . Тиймээс цаашдын хөргөлтийн процесс удааширна. Халуун усны хувьд нөхцөл байдал огт өөр. Усны гадаргуугийн давхарга нь ууршилт, температурын зөрүүгээс болж илүү хурдан хөрнө. Мөн хүйтэн усны давхаргууд нь халуун усны давхаргаас илүү нягт байдаг тул хүйтэн усны давхарга доошоо живж, халуун усны давхаргыг гадаргуу дээр гаргана. Усны ийм эргэлт нь температурын огцом уналтыг баталгаажуулдаг. Гэхдээ яагаад энэ үйл явц тэнцвэрт байдалд хүрэхгүй байна вэ? Mpemba эффектийг конвекцийн үүднээс тайлбарлахын тулд усны хүйтэн ба халуун давхаргыг тусгаарлаж, усны дундаж температур 4 хэмээс доош буусны дараа конвекцийн процесс өөрөө үргэлжилнэ гэж үзэх шаардлагатай. Гэсэн хэдий ч усны хүйтэн ба халуун давхаргууд нь конвекцийн процессоор тусгаарлагддаг гэсэн энэ таамаглалыг батлах туршилтын нотолгоо байхгүй байна.

Усанд ууссан хий

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр

Энэ механизм нь хөргөгчийн тасалгааны хөлдөөгчид жижиг саванд ус хийх үед чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ийм нөхцөлд халуун устай сав нь доороо хөлдөөгч доторх мөсийг хайлуулж, улмаар хөлдөөгчийн ханатай дулаан холбоо тогтоож, дулаан дамжуулалтыг сайжруулдаг нь ажиглагдсан. Үүний үр дүнд халуун устай савнаас дулааныг хүйтэн савнаас хурдан авдаг. Хариуд нь хүйтэн устай сав нь доороо цас хайлдаггүй. Эдгээр бүх нөхцлийг (мөн бусад) олон туршилтаар судалж үзсэн боловч тэдгээрийн аль нь Mpemba эффектийг 100% хуулбарлахыг баталгаажуулдаг гэсэн хоёрдмол утгагүй хариултыг хэзээ ч олж чадаагүй байна. Жишээлбэл, 1995 онд Германы физикч Давид Ауэрбах энэ нөлөөнд хэт хөргөх усны нөлөөг судалжээ. Тэрээр хэт хөргөлттэй халуун ус хүйтэн уснаас өндөр температурт хөлддөг тул сүүлчийнхээс хурдан хөлддөг болохыг олж мэдэв. Гэхдээ хүйтэн ус нь халуун уснаас илүү хурдан хөргөлттэй байдалд хүрч, улмаар өмнөх хоцролтыг нөхдөг. Нэмж дурдахад, Ауэрбахын үр дүн нь талстжих төвүүд бага тул халуун ус илүү их хөргөлттэй байсан гэсэн өмнөх мэдээлэлтэй зөрчилдөж байв. Усыг халаахад дотор нь ууссан хийнүүд нь ялгарч, буцалгахад зарим давс нь тунадас үүсгэдэг. Одоогийн байдлаар зөвхөн нэг зүйлийг хэлж болно: энэ нөлөөг нөхөн сэргээх нь туршилт хийх нөхцлөөс ихээхэн хамаарна. Яагаад гэвэл энэ нь үргэлж хуулбарлагддаггүй.

Гэхдээ тэдний хэлснээр хамгийн их магадлалтай шалтгаан.

Химичид өөрсдийн нийтлэлдээ бичсэн бөгөөд үүнийг arXiv.org сайтаас олж болно, устөрөгчийн холбоо нь хүйтэн устай харьцуулахад халуун усанд илүү хүчтэй байдаг. Тиймээс халуун усны устөрөгчийн холбоонд илүү их энерги хуримтлагддаг бөгөөд энэ нь тэгээс доош температурт хөргөхөд илүү их энерги ялгардаг гэсэн үг юм. Энэ шалтгааны улмаас хатуурал илүү хурдан явагддаг.

Өнөөдрийг хүртэл эрдэмтэд энэ нууцыг зөвхөн онолын хувьд тайлж чадсан. Тэд өөрсдийн хувилбарынхаа итгэл үнэмшилтэй нотолгоог танилцуулахдаа халуун ус яагаад хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг вэ гэсэн асуултыг хаалттай гэж үзэж болно.

Энэ нь үнэн боловч энэ нь гайхалтай сонсогдож байгаа боловч хөлдөөх явцад урьдчилан халаасан ус нь хүйтэн усны температурыг давах ёстой. Үүний зэрэгцээ, энэ нөлөөг өргөнөөр ашигладаг, тухайлбал, тэшүүрийн талбай, гулсуурууд нь өвлийн улиралд хүйтэн биш харин халуун усаар дүүрдэг. Мэргэжилтнүүд жолооч нарт өвлийн улиралд угаагчийн усан сан руу халуун биш хүйтэн ус асгахыг зөвлөж байна. Энэхүү парадоксыг дэлхийд "Мпемба эффект" гэж нэрлэдэг.

Энэ үзэгдлийг Аристотель, Фрэнсис Бэкон, Рене Декарт нар нэгэн цагт дурдаж байсан ч 1963 онд л физикийн профессорууд анхаарлаа хандуулж, судлах гэж оролдсон байна. Танзанийн сургуулийн сурагч Эрасто Мпемба зайрмагны амтат сүүг урьдчилан халаавал илүү хурдан хөлддөгийг анзаарч, халуун ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг гэсэн таамаглал дэвшүүлснээр бүх зүйл эхэлсэн. Тэрээр физикийн багш руу хандаж тодруулга авах гэсэн боловч "Энэ бол бүх нийтийн физик биш, харин Мпемба физик" гэж сурагчийг шоолон инээв.

Азаар Дар-эс-Саламын их сургуулийн физикийн профессор Деннис Осборн нэгэн өдөр тус сургуульд зочилжээ. Мпемба түүн рүү ижил асуултаар хандав. Профессор бага зэрэг эргэлзэж, хэзээ ч харж байгаагүй зүйлээ шүүж чадахгүй гэж хэлээд гэртээ буцаж ирээд ажилтнуудаасаа зохих туршилт хийхийг хүссэн. Тэд хүүгийн үгийг батлах шиг болов. Ямар ч байсан 1969 онд Осборн Английн сэтгүүлд Мпембатай хамтран ажиллах тухай ярьжээ. ФизикБоловсрол" Тэр жил Канадын Үндэсний Судалгааны Зөвлөлийн Жорж Келл энэ үзэгдлийг англи хэлээр тайлбарласан нийтлэл хэвлүүлжээ. АмерикСэтгүүл-ийнФизик».

Энэ парадокс хэд хэдэн боломжит тайлбарууд байдаг:

Халуун ус илүү хурдан ууршиж, улмаар түүний эзэлхүүнийг багасгаж, ижил температурт бага хэмжээний ус илүү хурдан хөлддөг. Агааргүй саванд хүйтэн ус илүү хурдан хөлдөх ёстой.
Цасан доторлогооны бэлэн байдал. Халуун устай сав нь доорх цасыг хайлуулж, улмаар хөргөх гадаргуутай дулааны холбоог сайжруулдаг. Хүйтэн ус нь цасыг хайлуулдаггүй. Хэрэв цасны доторлогоо байхгүй бол хүйтэн усны сав илүү хурдан хөлдөх ёстой.
Хүйтэн ус нь дээрээс хөлдөж эхэлдэг бөгөөд ингэснээр дулааны цацраг, конвекцийн процессыг улам дордуулж, улмаар дулаан алддаг бол халуун ус доороос хөлдөж эхэлдэг. Саванд байгаа усыг нэмэлт механик холих замаар хүйтэн ус илүү хурдан хөлдөх ёстой.
Хөргөсөн усанд талсжих төвүүд байгаа эсэх - түүнд ууссан бодисууд. Хүйтэн усанд цөөн тооны ийм төвүүд байдаг тул усыг мөс болгон хувиргах нь хэцүү бөгөөд тэр ч байтугай тэгээс доош температуртай шингэн төлөвт байх үед хэт хөргөх боломжтой байдаг.

Саяхан өөр нэг тайлбар нийтлэгдсэн. Вашингтоны их сургуулийн доктор Жонатан Катз энэ үзэгдлийг судалж үзээд усанд ууссан, халах үед тунадас үүсгэдэг бодисууд үүнд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг гэж дүгнэжээ.
Ууссан бодис гэж доктор Катц хатуу усанд агуулагддаг кальци, магнийн бикарбонатыг хэлж байна. Ус халах үед эдгээр бодисууд тунадасжиж, ус "зөөлөн" болдог. Хэзээ ч халааж байгаагүй ус нь эдгээр хольцыг агуулдаг бөгөөд "хатуу" байдаг. Энэ нь хөлдөж, мөсөн талст үүсэх үед усан дахь хольцын агууламж 50 дахин нэмэгддэг. Үүнээс болж усны хөлдөх цэг буурдаг.

Энэ тайлбар надад үнэмшилтэй санагдахгүй байна, учир нь... Үр нөлөө нь хатуу усаар биш харин зайрмагтай хийсэн туршилтаар илэрсэн гэдгийг мартаж болохгүй. Хамгийн магадлалтай нь үзэгдлийн шалтгаан нь химийн бус харин термофизик юм.

Одоогоор Мпэмбагийн парадоксын хоёрдмол утгагүй тайлбарыг олж чадаагүй байна. Зарим эрдэмтэд энэ парадоксыг анхааралдаа авах ёсгүй гэж хэлэх ёстой. Гэсэн хэдий ч энгийн сургуулийн сурагч бие махбодийн үр нөлөөг хүлээн зөвшөөрч, сониуч зан, тэсвэр тэвчээрийн ачаар олны танил болсон нь маш сонирхолтой юм.

2014 оны 2-р сард нэмэгдсэн

Тэмдэглэлийг 2011 онд бичсэн. Тэр цагаас хойш Mpemba эффектийн тухай шинэ судалгаа, түүнийг тайлбарлах шинэ оролдлого гарч ирэв. Тиймээс 2012 онд Их Британийн Хатан хааны химийн нийгэмлэг 1000 фунтын шагналын сантай "Мпемба эффект" хэмээх шинжлэх ухааны нууцыг тайлах олон улсын уралдаан зарлажээ. Хугацаа нь 2012 оны долдугаар сарын 30-ны өдөр байсан. Ялагчаар Загребын их сургуулийн лабораторийн ажилтан Никола Брегович тодорлоо. Тэрээр энэ үзэгдлийг тайлбарлах өмнөх оролдлогуудад дүн шинжилгээ хийж, итгэл үнэмшилгүй гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн бүтээлээ нийтлэв. Түүний санал болгосон загвар нь усны үндсэн шинж чанарт суурилдаг. Сонирхсон хүмүүс http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp хаягаар орж ажил хайж болно.

Судалгаа үүгээр дууссангүй. 2013 онд Сингапурын физикчид Мепемба эффектийн шалтгааныг онолын хувьд нотолсон. Уг бүтээлийг http://arxiv.org/abs/1310.6514 хаягаас үзэх боломжтой.

Сайт дээрх холбогдох нийтлэлүүд:

Энэ хэсгийн бусад нийтлэлүүд

Сэтгэгдэл:

Алексей Мишнев. , 2012.10.06 04:14

Яагаад халуун ус хурдан ууршдаг вэ? Нэг аяга халуун ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг болохыг эрдэмтэд бараг баталжээ. Эрдэмтэд энэ үзэгдлийн мөн чанарыг ойлгохгүй байгаа шалтгаанаар энэ үзэгдлийг тайлбарлаж чадахгүй: халуун, хүйтэн! Дулаан ба хүйтэн нь сансар огторгуйгаас болон дэлхийн төвөөс хөдөлж буй соронзон долгионы эсрэг шахалт хэлбэрээр материйн бөөмсийн харилцан үйлчлэлийг үүсгэдэг физик мэдрэмж юм. Тиймээс энэ соронзон хүчдэлийн боломжит ялгаа их байх тусам нэг долгионыг нөгөө долгион руу нэвтрүүлэх замаар эрчим хүчний солилцоо хурдан явагддаг. Энэ нь тархалтын аргаар! Миний нийтлэлийн хариуд нэг өрсөлдөгч: 1) “..Халуун ус ИЛҮҮ ХУРДАН ууршдаг тул багасдаг тул хурдан хөлддөг” Асуулт! Ямар энерги усыг хурдан ууршуулдаг вэ? 2) Миний нийтлэл бол модон тэвшний тухай биш харин шилний тухай бөгөөд өрсөлдөгч нь үүнийг эсэргүүцэж байна. Аль нь буруу вэ! “ЯАГААД БАЙГАЛИЙН УС УУРШДАГ ВЭ?” гэсэн асуултад би хариулдаг. Соронзон долгион нь дэлхийн төвөөс сансар огторгуй руу үргэлж хөдөлж, соронзон шахалтын долгионы эсрэг даралтыг давж (сансраас дэлхийн төв рүү үргэлж хөдөлдөг) нэгэн зэрэг сансарт шилжсэнээс хойш усны тоосонцорыг цацдаг. , тэдгээрийн эзлэхүүн нэмэгддэг. Энэ нь тэд өргөжин тэлж байна! Хэрэв соронзон шахалтын долгионыг даван туулах юм бол эдгээр усны уурууд шахагдаж (конденсац) ба эдгээр соронзон шахалтын хүчний нөлөөн дор ус хур тунадас хэлбэрээр дэлхийд буцаж ирдэг! Хүндэтгэсэн! Алексей Мишнев.

2012 оны аравдугаар сарын 6.

Алексей Мишнев. , 2012.10.06 04:19

Температур гэж юу вэ? Температур гэдэг нь шахалт ба тэлэлтийн энерги бүхий соронзон долгионы цахилгаан соронзон хурцадмал байдлын зэрэг юм. Эдгээр энергийн тэнцвэрт байдлын хувьд биеийн эсвэл бодисын температур тогтвортой байдалд байна. Эдгээр энергийн тэнцвэрт байдал алдагдах үед тэлэлтийн энерги рүү чиглэн бие эсвэл бодис нь орон зайн эзэлхүүнээр нэмэгддэг. Хэрэв соронзон долгионы энерги нь шахалтын чиглэлд хэтэрсэн бол бие эсвэл бодис нь орон зайн эзэлхүүнээр буурдаг. Цахилгаан соронзон хүчдэлийн зэрэг нь лавлагааны биеийн тэлэлт буюу шахалтын зэргээр тодорхойлогддог. Алексей Мишнев.Моисеева Наталья

Алексей, та температурын талаархи таны бодлыг тусгасан нийтлэлийн талаар ярьж байна. Гэхдээ хэн ч уншаагүй. Надад линк өгөөч. Ерөнхийдөө таны физикийн талаархи үзэл бодол маш өвөрмөц юм. Би "лавлагааны биетийн цахилгаан соронзон тэлэлт" гэж хэзээ ч сонсож байгаагүй.

Юрий Кузнецов, 2012.12.04 12:32

Энэ нь молекул хоорондын резонанс ба түүний үүсгэсэн молекулуудын хоорондох тунгаан хөдөлгөгч таталцлаас үүдэлтэй гэсэн таамаглал дэвшүүлж байна. Хүйтэн усанд молекулууд янз бүрийн давтамжтайгаар эмх замбараагүй хөдөлж, чичирдэг. Ус халах үед чичиргээний давтамж нэмэгдэхийн хэрээр тэдгээрийн хүрээ нарийсдаг (шингэн халуун уснаас уурших цэг хүртэлх давтамжийн ялгаа багасдаг), молекулуудын чичиргээний давтамж бие биендээ ойртож, үүний үр дүнд резонанс үүсдэг. молекулуудын хооронд үүсдэг. Хөргөх үед энэ резонанс хэсэгчлэн хадгалагдаж, тэр даруй арилдаггүй. Резонансаар байгаа гитарын хоёр утаснуудын аль нэгийг нь дарж үзнэ үү. Одоо орхи - утас дахин чичирч эхэлнэ, резонанс нь чичиргээгээ сэргээх болно. Үүний нэгэн адил хөлдсөн усанд гадны хөргөлттэй молекулууд чичиргээний далайц, давтамжийг алдахыг оролддог боловч савны доторх "дулаан" молекулууд чичиргээг буцааж "татаж", чичиргээний үүрэг гүйцэтгэдэг, гаднах нь резонаторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Чичиргээ ба резонаторын хооронд эргэцүүлэн бодох таталцал үүсдэг. Молекулуудын кинетик энергийн хүчнээс (зөвхөн чичиргээнээс гадна шугаман хөдөлдөг) эргэцүүлэх хүч нь илүү их болоход хурдассан талстжилт үүсдэг - "Мпемба эффект". Пондеромотив холболт нь маш тогтворгүй, Mpemba нөлөө нь дагалдах бүх хүчин зүйлээс ихээхэн хамаардаг: хөлдөөх усны хэмжээ, түүний халаалтын шинж чанар, хөлдөх нөхцөл, температур, конвекц, дулаан солилцооны нөхцөл, хийн ханалт, хөргөлтийн чичиргээ. нэгж, агааржуулалт, бохирдол, ууршилт гэх мэт гэрэлтүүлгээс ч байж магадгүй ... Тиймээс нөлөө нь маш олон тайлбартай байдаг бөгөөд заримдаа нөхөн үржихэд хэцүү байдаг. Үүнтэй ижил "резонанс" шалтгаанаар буцалсан ус буцалгаагүй уснаас хурдан буцалгана - резонанс нь буцалгасны дараа хэсэг хугацаанд усны молекулуудын чичиргээний эрчмийг хадгалдаг (хөргөх явцад энерги алдагдах нь шугаман хөдөлгөөний кинетик энерги алдагдсантай холбоотой байдаг. молекулуудын). Хүчтэй халалтын үед чичиргээний молекулууд хөлдөхтэй харьцуулахад резонаторын молекулуудын үүргийг өөрчилдөг - чичиргээний давтамж нь резонаторын давтамжаас бага байдаг нь молекулуудын хооронд таталцал биш харин түлхэлт үүсдэг бөгөөд энэ нь өөр төлөвт шилжих шилжилтийг хурдасгадаг гэсэн үг юм. нэгтгэх (хос).

Влад, 2012.12.11 03:42

Миний тархийг хугаллаа...

Антон, 02/04/2013 02:02

1. Энэхүү сэтгэн бодох чадвар нь дулаан дамжуулах үйл явцад нөлөөлж чадахуйц үнэхээр гайхалтай юу? 2. Энэ нь бүх биеийг тодорхой температурт халаахад тэдгээрийн бүтцийн хэсгүүд резонанс үүсгэдэг гэсэн үг үү? 3. Хөргөхөд яагаад энэ резонанс алга болдог вэ? 4. Энэ таны таамаг мөн үү? Хэрэв эх сурвалж байгаа бол зааж өгнө үү. 5. Энэ онолын дагуу хөлөг онгоцны хэлбэр нь чухал үүрэг гүйцэтгэх бөгөөд хэрэв энэ нь нимгэн, хавтгай байвал хөлдөх хугацааны ялгаа их биш байх болно, i.e. та үүнийг шалгаж болно.

Гудрат, 2013.03.11 10:12 | МЕТАК

Хүйтэн ус аль хэдийн азотын атомыг агуулдаг бөгөөд усны молекулуудын хоорондох зай нь халуун устай харьцуулахад илүү ойр байдаг. Дүгнэлт: Халуун ус нь азотын атомыг илүү хурдан шингээж, хүйтэн устай харьцуулахад хурдан хөлддөг - энэ нь төмрийн хатууралтай харьцуулж болно, учир нь халуун ус мөс болж, халуун төмөр хурдан хөргөхөд хатуурдаг!

Владимир, 2013.03.13 06:50

эсвэл магадгүй энэ нь: халуун ус, мөсний нягт нь хүйтэн усны нягтаас бага байдаг тул ус нь нягтралаа өөрчлөх шаардлагагүй, цаг хугацаа алдаж, хөлддөг.

Алексей Мишнев, 2013-03-21 11:50

Бид бөөмсийн резонанс, таталцал, чичиргээний талаар ярихаасаа өмнө асуултыг ойлгож, хариулах хэрэгтэй: Ямар хүч бөөмсийг чичиргээнд хүргэдэг вэ? Учир нь кинетик энергигүй бол шахалт байхгүй. Шахалтгүй бол өргөтгөл байхгүй болно. Өргөтгөлгүйгээр кинетик энерги байхгүй болно! Чи утаснуудын резонансын тухай ярьж эхлэхдээ эхлээд эдгээр утаснуудын аль нэг нь чичирч эхлэхийн тулд хүчин чармайлт гаргах хэрэгтэй! Таталцлын тухай ярихдаа эхлээд эдгээр биеийг татах хүчийг зааж өгөх хэрэгтэй! Би бүх биеийг агаар мандлын цахилгаан соронзон энергиээр шахаж, бүх бие, бодис, энгийн бөөмсийг 1.33 кг хүчээр шахдаг гэж би баталж байна. Нэг см2-д биш, харин нэг элементийн тоосонцороор атмосферийн даралт нь сонгомол байж болохгүй!

Додик, 2013-05-31 02:59

"Шинжлэх ухаан хэмжилт эхэлдэг газраас эхэлдэг" гэсэн нэг үнэнийг та мартсан юм шиг надад санагдаж байна. "Халуун" усны температур хэд вэ? "Хүйтэн" усны температур хэд вэ? Нийтлэлд энэ талаар нэг ч үг хэлээгүй байна. Эндээс бид дүгнэж болно - нийтлэл бүхэлдээ тэнэг юм!

Григорий, 2013.06.04 12:17

Додик, нийтлэлийг утгагүй зүйл гэж нэрлэхээсээ өмнө та бага ч гэсэн суралцах талаар бодох хэрэгтэй. Мөн зөвхөн хэмжилт хийхгүй.

Дмитрий, 2013.12.24 10:57

Халуун усны молекулууд хүйтэн устай харьцуулахад илүү хурдан хөдөлдөг тул хүрээлэн буй орчинтой илүү ойр дотно байдаг тул бүх хүйтнийг шингээж, хурдан удааширдаг.

Иван, 2014-01-10 05:53

Энэ сайт дээр ийм нэргүй нийтлэл гарч байгаа нь гайхмаар юм. Нийтлэл нь шинжлэх ухааны үндэслэлгүй юм. Зохиогч, тайлбарлагчид хоёулаа тухайн үзэгдэл огт ажиглагдаж байгаа эсэх, хэрэв ажиглагдсан бол ямар нөхцөлд байгааг олж мэдэх гэж огтхон ч санаа зоволгүйгээр уг үзэгдлийн тайлбарыг хайж бие биенээсээ уралддаг. Түүгээр ч барахгүй бидний ажиглаж байгаа зүйлийн талаар тохиролцоо ч алга! Тиймээс зохиолч халуун зайрмагийг хурдан хөлдөөх үр нөлөөг тайлбарлах шаардлагатай гэж үзэж байгаа боловч бүх текстээс (мөн "зайрмагтай хийсэн туршилтаар үр нөлөө нь илэрсэн" гэсэн үг) тэр өөрөө ийм үйлдэл хийгээгүй гэсэн үг юм. туршилтууд. Нийтлэлд дурдсан үзэгдлийг "тайлбарлах" хувилбаруудаас харахад өөр өөр усан уусмалаар өөр өөр нөхцөлд хийгдсэн тэс өөр туршилтуудыг тайлбарлаж байгаа нь тодорхой байна. Тайлбарын мөн чанар, тэдгээрийн доторх сэдвийн төлөв байдал нь илэрхийлсэн санаануудыг үндсэн шалгалт ч хийгээгүйг харуулж байна. Хэн нэгэн инээдтэй түүхийг санамсаргүй сонсоод санамсаргүй байдлаар таамагласан дүгнэлтээ илэрхийлэв. Уучлаарай, энэ бол физикийн шинжлэх ухааны судалгаа биш, харин тамхи татах өрөөнд байгаа яриа юм.

Иван, 2014-01-10 06:10

Роллерыг халуун усаар дүүргэх, салхины шил угаагчийн савыг хүйтэн усаар дүүргэх тухай нийтлэл дэх тайлбаруудын талаар. Анхан шатны физикийн үүднээс энд бүх зүйл энгийн байдаг. Уран гулгалтын талбай нь илүү удаан хөлддөг тул халуун усаар яг таг дүүргэдэг. Уран гулгалтын талбай нь тэгш, тэгш байх ёстой. Хүйтэн усаар дүүргэхийг оролдоорой - та овойж, "хавдах" болно, учир нь ... Ус жигд давхаргад тарааж амжаагүй _хурдан_ хөлдөнө. Мөн халуун нь жигд давхаргад тархаж, одоо байгаа мөс, цасан булцууг хайлуулах болно. Угаагч нь бас хэцүү биш: хүйтэн цаг агаарт цэвэр ус асгах нь утгагүй юм - шилэн дээр хөлддөг (бүр халуун); халуун хөлддөггүй шингэн нь хүйтэн шил хагарахад хүргэдэг бөгөөд шил рүү явах замд архины ууршилт хурдасч шил нь хөлдөх температур нэмэгдэх болно (сарны туяаны үйл ажиллагааны зарчмыг хүн бүр мэддэг хэвээр байна уу? ? - архи ууршдаг, ус үлддэг).

Иван, 2014-01-10 06:34

Гэвч уг үзэгдлийн мөн чанарт хоёр өөр туршилт яагаад өөр нөхцөлд өөр өөр явагддагийг асуух нь тэнэг хэрэг юм. Хэрэв туршилтыг цэвэрхэн хийсэн бол та ижил химийн найрлагатай халуун, хүйтэн ус авах хэрэгтэй - бид ижил данхнаас урьдчилан хөргөсөн буцалж буй ус авдаг. Ижил саванд хийнэ (жишээлбэл, нимгэн ханатай шил). Бид үүнийг цасан дээр тавьдаггүй, гэхдээ ижил тэгш, хуурай суурь дээр, жишээлбэл, модон ширээ. Микро хөлдөөгчид биш, харин нэлээд том термостатад - Би хэдэн жилийн өмнө зуслангийн байшинд гадаа цаг агаар тогтвортой, хүйтэн жавартай байхад -25 хэм орчим туршилт хийсэн. Ус нь талсжих дулааныг гаргасны дараа тодорхой температурт талсждаг. Энэ таамаглал нь халуун ус илүү хурдан хөрдөг (энэ нь сонгодог физикийн дагуу дулаан дамжуулах хурд нь температурын зөрүүтэй пропорциональ байдаг) гэсэн үг юм, гэхдээ түүний температур нь температуртай тэнцүү байсан ч хөргөлтийн хурдыг нэмэгдүүлнэ. хүйтэн усны температур. Гадаа +20С хүртэл хөргөсөн ус нь нэг цагийн өмнө +20С хүртэл хөргөсөн уснаас яг юугаараа ялгаатай юм бэ, гэхдээ өрөөнд байгаа юм уу? Сонгодог физик (дашрамд хэлэхэд, тамхи татах өрөөнд байгаа яриан дээр биш, харин хэдэн зуун мянга, сая сая туршилтанд үндэслэсэн) хэлэхдээ: юу ч биш, хөргөлтийн цаашдын динамик ижил байх болно (зөвхөн буцалж буй ус нь +20 цэгт хүрнэ) дараа). Туршилт нь ижил зүйлийг харуулж байна: нэг аяга хүйтэн ус аль хэдийн хүчтэй мөсөн царцдастай байсан бол халуун ус хөлдөх талаар огт бодоогүй. P.S. Юрий Кузнецовын тайлбарт. Тодорхой үр нөлөө байгаа эсэхийг түүний үүсэх нөхцөлийг тодорхойлж, тууштай хуулбарлаж байх үед тогтоосон гэж үзэж болно. Бидэнд үл мэдэгдэх нөхцөлтэй туршилтууд байгаа бол тэдгээрийг тайлбарлах онолыг бий болгох нь эрт байна, энэ нь шинжлэх ухааны үүднээс юу ч өгөхгүй. P.P.S. Алексей Мишневийн сэтгэгдлийг нулимсгүйгээр унших боломжгүй юм - хүн физик, бодит туршилттай ямар ч холбоогүй зохиомол ертөнцөд амьдардаг.

Грегори, 2014-01-13 10:58

Иван, би чамайг Mpemba эффектийг үгүйсгэж байна гэж ойлгож байна уу? Таны туршилтаас харахад энэ байхгүй байна уу? Яагаад физикт ийм алдартай болсон бэ, яагаад олон хүн үүнийг тайлбарлахыг оролдож байна вэ?

Иван, 2014-02-14 01:51

Өдрийн мэнд, Грегори! Цэвэр бус туршилтын үр нөлөө бий. Гэхдээ таны ойлгож байгаагаар энэ нь физикийн шинэ хуулиудыг хайх шалтгаан биш, харин туршилтын ур чадварыг дээшлүүлэх шалтгаан юм. Би тайлбар дээр дурдсанчлан, "Мпемба эффект" -ийг тайлбарлах бүх оролдлогын үеэр судлаачид яг юуг, ямар нөхцөлд хэмжиж байгаагаа тодорхой томъёолж чадахгүй байна. Та эдгээрийг туршилтын физикчид гэж хэлмээр байна уу? Битгий инээдтэй бай. Үр нөлөө нь физикт биш, харин янз бүрийн форум, блогууд дээр псевдо-шинжлэх ухааны хэлэлцүүлгээр мэдэгдэж байгаа бөгөөд одоо маш их байдаг. Үүнийг физикээс хол хүмүүс бодит физик нөлөө (зарим физикийн шинэ хуулиудын үр дагавар, буруу тайлбар эсвэл зүгээр л үлгэр домгийн үр дагавар биш) гэж үздэг. Тиймээс огт өөр нөхцөлд хийсэн янз бүрийн туршилтуудын үр дүнг нэг физик нөлөө гэж ярих шалтгаан байхгүй.

Павел, 2014-02-18 09:59

хмм, залуусаа... "Хурдны мэдээлэл"-ийн нийтлэл... Гомдохгүй байна ... ;) Иван бүх зүйлд зөв ...

Григорий, 2014-02-19 12:50

Иван, одоо маш олон псевдо-шинжлэх ухааны сайтууд батлагдаагүй сенсаацтай материал нийтэлж байгаа гэдэгтэй би санал нийлж байна.? Эцсийн эцэст Mpemba эффектийг судалж байна. Тэгээд ч их, дээд сургуулийн эрдэмтэд судалгаа хийж байна. Жишээлбэл, 2013 онд энэ нөлөөг Сингапурын Технологийн Их Сургуулийн бүлэг судалжээ. http://arxiv.org/abs/1310.6514 холбоосыг харна уу. Тэд энэ нөлөөний тайлбарыг олсон гэдэгт итгэдэг. Би нээлтийн мөн чанарын талаар дэлгэрэнгүй бичихгүй, гэхдээ тэдний бодлоор үр нөлөө нь устөрөгчийн холбоонд хуримтлагдсан энергийн зөрүүтэй холбоотой юм.

Моисеева Н.П. , 2014-02-19 03:04

Mpemba эффектийг судлах сонирхолтой бүх хүмүүст зориулж би нийтлэл дэх материалыг бага зэрэг нэмж, хамгийн сүүлийн үеийн үр дүнтэй танилцах холбоосыг өгсөн (текстийг үзнэ үү). Сэтгэгдэл бичсэнд баярлалаа.

Илдар, 2014-02-24 04:12 | бүгдийг жагсаах нь утгагүй юм

Хэрэв энэ Mpemba эффект үнэхээр явагддаг бол тайлбарыг усны молекулын бүтцээс хайх ёстой гэж би бодож байна. Ус (шинжлэх ухааны алдартай ном зохиолуудаас олж мэдсэн) бие даасан H2O молекулууд биш, харин хэд хэдэн молекулуудын бөөгнөрөл хэлбэрээр (бүр арван хэдэн арван) байдаг. Усны температур нэмэгдэхийн хэрээр молекулуудын хөдөлгөөний хурд нэмэгдэж, бөөгнөрөл нь бие биенийхээ эсрэг задарч, молекулуудын валентийн холбоо нь том бөөгнөрөлүүдийг цуглуулах цаг хугацаа байдаггүй. Молекулын хөдөлгөөний хурдыг багасгахаас илүү кластер үүсгэхэд арай илүү хугацаа шаардагдана. Мөн кластерууд нь жижиг тул болор тор үүсэх нь илүү хурдан явагддаг. Хүйтэн усанд том, нэлээд тогтвортой кластерууд нь тор үүсэхээс сэргийлж, тэдгээрийг устгахад тодорхой хугацаа шаардагдана. Саванд чимээгүйхэн зогсож байсан хүйтэн ус хүйтэнд хэдэн цагийн турш шингэн хэвээр байх үед би өөрөө зурагтаар харсан. Гэвч савыг авангуут, өөрөөр хэлбэл байрнаасаа бага зэрэг хөдөлгөхөд ваартай ус тэр дороо талсжиж, тунгалаг болж, сав нь хагарчээ. За, энэ нөлөөг үзүүлсэн тахилч үүнийг ус адислагдсантай холбон тайлбарлав. Дашрамд хэлэхэд ус нь температураас хамааран зуурамтгай чанараа ихээхэн өөрчилдөг. Энэ нь том амьтдын хувьд бидний хувьд мэдэгдэхүйц биш боловч жижиг (мм ба түүнээс бага) хавч хэлбэртүүд, тэр ч байтугай бактерийн түвшинд усны зуурамтгай чанар нь маш чухал хүчин зүйл болдог. Энэ зуурамтгай чанар нь усны кластеруудын хэмжээгээр тодорхойлогддог гэж би бодож байна.

САРАЛ, 2014 оны 03-р сарын 15-ны 05:30

Бидний эргэн тойронд байгаа бүх зүйл өнгөц шинж чанар (шинж чанар) тул бид зөвхөн түүний оршихуйг хэмжих эсвэл нотлох боломжтой зүйлийг л энерги гэж хүлээн зөвшөөрдөг, эс тэгвээс энэ нь мухардалд орно. Энэ үзэгдэл болох Mpemba эффектийг зөвхөн бүх физик загваруудыг харилцан үйлчлэлийн нэг бүтцэд нэгтгэх энгийн эзэлхүүний онолоор тайлбарлаж болно. үнэндээ энгийн

Никита, 2014-06-06 04:27 | машин

Гэхдээ та машинд сууж байхдаа ус дулаан биш харин хүйтэн хэвээр байгаа эсэхийг яаж баталгаажуулах вэ?

Алексей, 2014.03.10 01:09

Энэ замд бас нэгэн "нээлт" байна. Хуванцар саванд хийсэн ус тагийг нь онгойлгоход илүү хурдан хөлддөг. Хөгжилтэй байхын тулд би хүйтэн жавартай үед туршилтыг олон удаа хийсэн. Үр нөлөө нь ойлгомжтой. Сайн байна уу онолчид!

Евгений, 2014 оны 12 сарын 27 08:40

Ууршуулагч хөргөгчийн зарчим. Бид хүйтэн, халуун усаар битүүмжилсэн хоёр шилийг авдаг. Бид үүнийг хүйтэнд тавьдаг. Хүйтэн ус илүү хурдан хөлддөг. Одоо бид хүйтэн, халуун устай ижил шилийг авч, нээж, хүйтэнд хийнэ. Халуун ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг. Хэрэв бид хүйтэн, халуун устай хоёр савыг авбал халуун ус илүү хурдан хөлддөг. Энэ нь бид агаар мандалтай холбоогоо нэмэгдүүлж байгаатай холбоотой. Ууршилт илүү хүчтэй байх тусам температур хурдан буурдаг. Энд бид чийгшлийн хүчин зүйлийг дурдах ёстой. Агаарын чийгшил бага байх тусам ууршилт нь хүчтэй болж, хөргөлт илүү хүчтэй болно.

саарал TOMSK, 03/01/2015 10:55

2014 оны 3-р сарын 15-ны өдрийн 05:30 - үргэлжлэл Температурын талаар таны мэддэг зүйл бол бүх зүйл биш юм. Тэнд өөр зүйл байна. Хэрэв та температурын физик загварыг зөв хийвэл энэ нь тархалт, хайлах, талсжихаас эхлээд даралт ихсэх үед температур нэмэгдэх, температур нэмэгдэхэд даралт нэмэгдэх зэрэг эрчим хүчний процессыг тайлбарлах түлхүүр болно. Нарны энергийн физик загвар ч дээрхээс тодорхой болно. Би өвөл байна. . 20013 оны хаврын эхээр температурын загваруудыг хараад би ерөнхий температурын загварыг эмхэтгэсэн. Хэдэн сарын дараа би температурын парадоксыг санаж, дараа нь миний температурын загвар Mpemba парадоксыг дүрсэлсэн болохыг ойлгосон. Энэ нь 2013 оны 5-6 сард болсон. Би нэг жил хоцорч байна, гэхдээ энэ нь хамгийн сайн сайхны төлөө юм. Миний биет загвар бол хөлдөөх хүрээ бөгөөд үүнийг урагш болон арагшаа эргүүлэх боломжтой бөгөөд бүх зүйл хөдөлдөг моторын үйл ажиллагааг агуулдаг. Би 8 жилийн сургууль, 2 жилийн коллежид сурсан сэдвийн давталттай. 20 жил өнгөрчээ. Тиймээс би алдартай эрдэмтдэд ямар ч төрлийн физик загвар, томьёог хамааруулж чадахгүй. Уучлаарай.

Андрей, 2015.11.08 08:52

Ер нь халуун ус яагаад хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг тухай ойлголттой байдаг. Миний тайлбарт бүх зүйл маш энгийн, хэрэв та сонирхож байвал над руу имэйлээр бичээрэй. [имэйлээр хамгаалагдсан]

Андрей, 2015.08.11 08:58

Уучлаарай, би буруу имэйл хаяг өгсөн, энд зөв имэйл байна: [имэйлээр хамгаалагдсан]

Виктор, 2015.12.23 10:37

Миний бодлоор бүх зүйл илүү энгийн, энд цас ордог, ууршдаг хий, хөргөдөг, тиймээс магадгүй хүйтэн цаг агаарт халуун нь хурдан хөрдөг, учир нь ууршиж, тэр даруйдаа талсжиж, хийн төлөвт байгаа ус илүү хурдан хөрдөг. шингэнээс илүү)

Бекжан, 2016.01.28 09:18

Хэрэв хэн нэгэн нь эдгээр нөлөөлөлтэй холбоотой дэлхийн хууль тогтоомжийг илчилсэн ч гэсэн, тэр энд бичихгүй байх байсан, тэр үүнийг шинжлэх ухааны алдартай сэтгүүлд нийтлэх боломжтой бол миний бодлоор Интернет хэрэглэгчдэд түүний нууцыг задлах нь логик биш байх болно. сэтгүүлүүд болон ард түмний өмнө үүнийг өөрөө нотлох Тиймээс, энэ нөлөөний талаар энд юу бичих вэ, ихэнх нь логик биш юм.)))

Алекс, 2016-02-22 12:48

Сайн байцгаана уу Туршилтчид Шинжлэх ухаан хаанаас эхэлдэг гэж та зөв хэлжээ... Хэмжилт биш, Тооцоолол. "Туршилт" бол төсөөлөл, шугаман сэтгэлгээнээс хоцорсон хүмүүсийн хувьд мөнхийн бөгөөд зайлшгүй аргумент юм. Энэ нь хүн бүрийг гомдоосон, одоо E = mc2 тохиолдолд - бүгд санаж байна уу? Хүйтэн уснаас агаар мандалд орж буй молекулуудын хурд нь уснаас зөөвөрлөх энергийн хэмжээг тодорхойлдог (хөргөх нь халуун уснаас гарах молекулуудын хурд нь илүү өндөр бөгөөд энерги нь квадратаар хуваагддаг). Усны үлдсэн массын хөргөлтийн хурд) Хэрэв та "туршилт" -аас холдож, шинжлэх ухааны үндсэн үндсийг санаж байвал энэ л байна.

Владимир, 2016-04-25 10:53 | Цаг агаар

Антифриз ховор байсан тэр өдрүүдэд цилиндрийн блок эсвэл радиаторыг гэсгээхгүйн тулд халаалтгүй гаражид байгаа автомашины хөргөлтийн системээс усыг ажлын өдрийн дараа шавхдаг байсан - заримдаа хоёуланг нь хамт хийдэг. Өглөө нь халуун ус асгав. Хүйтэн хяруунд хөдөлгүүрүүд асуудалгүй ажиллаж эхлэв. Яагаад ч юм халуун усгүйн улмаас крантнаас ус асгасан. Ус тэр даруй хөлдөв. Туршилт нь үнэтэй байсан - ZIL-131 машины цилиндрийн блок, радиаторыг худалдаж авах, солиход яг тэр хэмжээний зардал гарсан. Хэн итгэхгүй байна, тэр нь шалгаж үз. болон Mpemba зайрмаг туршиж үзсэн. Зайрмагны талстжилт нь усанд байхаас өөрөөр явагддаг. Нэг хэсэг зайрмаг, мөсийг шүдээрээ хазаж үзээрэй. Энэ нь хөлдөөгүй, харин хөргөсний үр дүнд өтгөрүүлсэн байх магадлалтай. Мөн цэвэр ус халуун ч бай, хүйтэн ч бай 0*С хэмд хөлддөг. Хүйтэн ус хурдан байдаг ч халуун ус хөргөхөд цаг хугацаа шаардагддаг.

Тэнүүлчин, 2016.05.06 12:54 | Алекс руу

"c" - вакуум дахь гэрлийн хурд E=mc^2 - масс ба энергийн эквивалентыг илэрхийлдэг томъёо

Альберт, 2016-07-27 08:22

Нэгдүгээрт, хатуу бодистой аналоги (ууршилтын процесс байхгүй).

Би саяхан зэсийн усны хоолой гагнасан. Уг процесс нь хийн шарагчийг гагнуурын хайлах температурт халаах замаар явагддаг. Холбогчтой нэг холболтыг халаах хугацаа ойролцоогоор нэг минут байна. Би нэг холбоосыг холбогч руу гагнаж, хэдхэн минутын дараа би буруу гагнаж байгаагаа ойлгов. Холболтын хэсэгт хоолойг бага зэрэг эргүүлэх шаардлагатай байв. Би шатаагчаар үеийг дахин халааж эхэлсэн бөгөөд миний гайхшрал нь үеийг хайлах температурт халаахад 3-4 минут зарцуулсан. Яаж тийм!? Эцсийн эцэст хоолой нь халуун хэвээр байгаа бөгөөд хайлах температурт халаахад бага эрчим хүч шаардагдах мэт санагдаж байсан ч бүх зүйл эсрэгээрээ болсон.

Энэ нь аль хэдийн халсан хоолойд мэдэгдэхүйц өндөр байдаг дулаан дамжилтын тухай бөгөөд халсан болон хүйтэн хоолойн хоорондох хил нь хоёр минутын дотор холболтоос хол хөдөлж чадсан юм.

Одоо усны тухай. Бид халуун ба хагас халаалттай сав гэсэн ойлголтоор ажиллах болно.

Халуун саванд халуун, хөдөлгөөн ихтэй хэсгүүд болон удаан хөдөлдөг хүйтэн хэсгүүдийн хооронд температурын нарийн хил үүсдэг бөгөөд энэ нь захаас төв рүү харьцангуй хурдан шилждэг, учир нь энэ зааг дээр хурдан бөөмс эрчим хүчээ хурдан өгдөг (хөргөсөн) хилийн нөгөө талд байгаа бөөмсөөр . Гадны хүйтэн тоосонцрын хэмжээ илүү том тул дулааны энергийг орхиж, хурдан тоосонцор нь гаднах хүйтэн тоосонцорыг дулаацуулж чадахгүй. Тиймээс халуун усыг хөргөх үйл явц харьцангуй хурдан явагддаг.

Хагас халсан ус нь дулаан дамжуулалтаас хамаагүй бага бөгөөд хагас халсан болон хүйтэн хэсгүүдийн хоорондох хилийн өргөн нь илүү өргөн байдаг. Ийм өргөн хилийн төв рүү шилжих нь халуун савныхаас хамаагүй удаан явагддаг., 21.08.2017 10:52

Ийм нөлөө байхгүй. Харамсалтай нь. 2016 онд энэ сэдвээр нарийвчилсан нийтлэл Nature сэтгүүлд нийтлэгдсэн: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Үүнээс үзэхэд болгоомжтой туршилт хийснээр (хэрэв халуун, хүйтэн усны дээж бүх зүйлд ижил байвал) тодорхой байна. температураас бусад), нөлөө нь ажиглагдахгүй.

Завлаб, 2017-08-22 05:31

Виктор , 2017.10.27 03:52

"Үнэхээр тийм байна." - Хэрэв та сургуульд байхдаа дулааны багтаамж, энерги хадгалах хууль гэж юу болохыг ойлгоогүй бол. Үүнийг шалгахад хялбар байдаг - үүнд танд хэрэгтэй: хүсэл, толгой, гар, ус, хөргөгч, сэрүүлэг. Мэргэжилтнүүдийн бичсэнээр тэшүүрийн талбайг хүйтэн усаар хөлдөөж (дүүргэж), зүссэн мөсийг бүлээн усаар тэгшлэв. Өвлийн улиралд та ус биш, харин угаалгын сав руу антифриз асгах хэрэгтэй. Ус ямар ч тохиолдолд хөлдөх бөгөөд хүйтэн ус илүү хурдан хөлдөх болно.

Ирина, 2018-01-23 10:58

Аристотелийн үеэс л дэлхийн эрдэмтэд энэ гаж донтой тэмцэж ирсэн бөгөөд Виктор, Завлаб, Сергеев нар хамгийн ухаантай нь болсон.

Денис, 02/01/2018 08:51

Нийтлэлд бүх зүйл зөв бичигдсэн байдаг. Гэхдээ шалтгаан нь арай өөр юм. Буцалгах явцад түүнд ууссан агаар уснаас ууршдаг тул буцалж буй ус хөргөхөд түүний нягт нь ижил температурт түүхий усныхаас бага байх болно. Өөр өөр нягтралаас өөр дулаан дамжилтын өөр шалтгаан байхгүй.

Завлаб, 2018-03-01 08:58 | Лабораторийн дарга

Ирина:), "Дэлхийн эрдэмтэд" энэ "парадокс" -тай тэмцдэггүй; жинхэнэ эрдэмтдийн хувьд энэ "парадокс" ердөө л байдаггүй - үүнийг сайн давтагдах нөхцөлд амархан баталгаажуулдаг. Африкийн хүү Мпембагийн дахин давтагдашгүй туршилтын үр дүнд "парадокс" гарч ирсэн бөгөөд ижил төстэй "эрдэмтэд" хөөрөгджээ :)

Яагаад бүлээн ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг вэ? Орчин үеийн физик үүнийг хэрхэн тайлбарладаг вэ? Бодит амьдрал дээрх Mpemba эффект

Энэ хэсгийн бусад нийтлэлүүд

Сэтгэгдэл: