هل يمكن أن يجمد الماء الساخن أسرع من الماء البارد؟

يمكن أن يتجمد الماء الساخن بسرعة أكبر من الماء البارد. ومع ذلك ، فإنه لا يحدث دائمًا ، ولم يشرح العلم تمامًا لماذا ا يمكن أن يحدث.

على الرغم من أن أرسطو وبيكون وديكارت وصفوا جميعًا الماء الساخن المتجمد بشكل أسرع من الماء البارد ، إلا أن الفكرة قاومت في الغالب حتى الستينيات عندما كان طالب في المدرسة الثانوية اسمه لاحظ مبيمبا أن خليط الآيس كريم الساخن ، عند وضعه في المجمد ، سيتجمد قبل مزج الآيس كريم الذي تم تبريده إلى درجة حرارة الغرفة قبل وضعه في المجمد. كرر مبيمبا تجربته مع الماء بدلاً من خليط الآيس كريم ووجد نفس النتيجة: الماء الساخن يتجمد بسرعة أكبر من الماء البارد. عندما طلب مبيمبا من مدرس الفيزياء شرح الملاحظات ، أخبر المعلم مبيمبا أن بياناته يجب أن تكون على خطأ ، لأن الظاهرة كانت مستحيلة.

سأل مبيمبا أستاذ الفيزياء الزائر ، الدكتور أوزبورن ، نفس السؤال. رد هذا البروفيسور بأنه لا يعرف ، لكنه سيختبر التجربة. كان لدى الدكتور أوزبورن تقنية معملية تقوم باختبار Mpemba. ذكرت تقنية المعمل أنه كرر نتيجة Mpemba ، "لكننا سنستمر في تكرار التجربة حتى نحصل عليها النتيجة الصحيحة. "حسنًا ، البيانات هي البيانات ، لذلك عندما تم تكرار التجربة ، استمرت في تقديم نفس النتيجة نتيجة. في عام 1969 ، نشر أوزبورن ومبيمبا نتائج أبحاثهما. الآن تسمى الظاهرة التي قد يتجمد فيها الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد

لا يوجد تفسير محدد لسبب تجميد الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد. تدخل آليات مختلفة حيز التنفيذ ، حسب الظروف. يبدو أن العوامل الرئيسية هي:

• التبخر - يتبخر الماء الساخن أكثر من الماء البارد ، وبالتالي تقليل كمية الماء المتبقية ليتم تجميدها. تقودنا القياسات الجماعية إلى الاعتقاد بأن هذا عامل مهم عند تبريد الماء في حاويات مفتوحة ، على الرغم من أنها ليست الآلية التي تفسر كيفية حدوث تأثير Mpemba في حاويات مغلقة.
• التبريد الفائق - الماء الساخن يميل إلى تجربة أقل من تأثير التبريد الفائق من الماء البارد. هذا يجعلها أكثر احتمالية أن تصبح صلبة عندما تصل إلى نقطة تجمد الماء.
• الحمل الحراري - الماء يطور تيارات الحمل الحراري عندما يبرد. عادة ما تنخفض كثافة الماء مع زيادة درجة الحرارة ، لذا فإن حاوية مياه التبريد عادة ما تكون أكثر دفئًا في الأعلى منها في الأسفل. إذا افترضنا أن الماء يفقد معظم حرارته عبر سطحه (والذي قد يكون أو لا يكون صحيحًا ، اعتمادًا على الظروف) ، فإن الماء ذو ​​القمة الساخنة سيفقد حرارته ويتجمد بشكل أسرع من الماء ذي القمة الباردة.
• الغازات الذائبة - الماء الساخن أقل قدرة على الاحتفاظ بالغازات الذائبة من الماء البارد ، مما قد يؤثر على معدل التجمد.
• تأثير المحيط - قد يكون للفرق بين درجات الحرارة الأولية لحاويتين من الماء تأثير على البيئة المحيطة التي يمكن أن تؤثر على معدل التبريد. أحد الأمثلة على ذلك هو الماء الدافئ الذي يذوب طبقة موجودة مسبقًا من الصقيع ، مما يسمح بمعدل تبريد أفضل.

الآن ، لا تأخذ كلامي لهذا! إذا كنت تشك في أن الماء الساخن يتجمد في بعض الأحيان بسرعة أكبر من الماء البارد ، فاختبره بنفسك. كن على علم بأن تأثير Mpemba لن يُرى لجميع الحالات التجريبية ، لذا استشر المراجع في هذا المنشور لمعرفة ما قد يناسبك (أو حاول صنعه بوظة في الفريزر الخاص بك ، إذا كنت ستقبل ذلك كدليل على التأثير).