أي الماء يقطر أسرع، البارد أم الساخن؟ لماذا يتجمد الماء الساخن أسرع من الماء البارد؟

ماء- مادة بسيطة إلى حد ما من وجهة نظر كيميائية، ومع ذلك، فهي تحتوي على عدد من الخصائص غير العادية التي لا تتوقف أبدا عن مفاجأة العلماء. وفيما يلي بعض الحقائق التي يعرفها عدد قليل من الناس.

1. أي الماء يتجمد بشكل أسرع - بارد أم ساخن؟

لنأخذ حاويتين من الماء: نسكب الماء الساخن في إحداهما والماء البارد في الأخرى ونضعهما في الثلاجة. سوف يتجمد الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد، على الرغم من أنه من المنطقي أن يتحول الماء البارد إلى جليد أولاً: بعد كل شيء، يجب أن يبرد الماء الساخن أولاً إلى درجة الحرارة الباردة، ثم يتحول إلى ثلج، في حين أن الماء البارد لا يحتاج إلى التبريد. لماذا يحدث هذا؟

في عام 1963، لاحظ طالب تنزاني يُدعى إيراستو ب. مبيمبا، أثناء تجميد خليط الآيس كريم، أن الخليط الساخن يتجمد في الفريزر بشكل أسرع من الخليط البارد. وعندما شارك الشاب اكتشافه مع مدرس الفيزياء، لم يفعل سوى الضحك عليه. ولحسن الحظ، كان الطالب مثابرا وأقنع المعلم بإجراء تجربة أكدت اكتشافه: في ظل ظروف معينة، يتجمد الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد.

الآن هذه الظاهرة المتمثلة في تجمد الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد تسمى " تأثير مبيمبا" صحيح أن أرسطو وفرانسيس بيكون ورينيه ديكارت لاحظوا هذه الخاصية الفريدة للمياه قبله بفترة طويلة.

ولا يزال العلماء لا يفهمون طبيعة هذه الظاهرة بشكل كامل، ويفسرونها إما بالاختلاف في التبريد الفائق أو التبخر أو تكوين الجليد أو الحمل الحراري، أو بتأثير الغازات المسالة على الماء الساخن والبارد.

2. يمكن أن يتجمد على الفور

الجميع يعرف هذا ماءيتحول دائمًا إلى ثلج عند تبريده إلى 0 درجة مئوية... مع بعض الاستثناءات! مثال على مثل هذه الحالة هو التبريد الفائق، وهي خاصية الماء النقي جدًا ليظل سائلاً حتى عند تبريده إلى ما دون درجة التجمد. هذه الظاهرة أصبحت ممكنة بسبب حقيقة أن البيئة لا تحتوي على مراكز أو نوى تبلور يمكن أن تؤدي إلى تكوين بلورات الجليد. وهكذا يبقى الماء في حالته السائلة حتى عند تبريده إلى ما دون الصفر المئوي.

عملية التبلوريمكن أن يكون سببها، على سبيل المثال، فقاعات الغاز أو الشوائب (الملوثات) أو السطح غير المستوي للحاوية. وبدونها سيبقى الماء في حالة سائلة. عندما تبدأ عملية التبلور، يمكنك مشاهدة الماء فائق التبريد يتحول على الفور إلى ثلج.

لاحظ أن الماء "المسخن" يظل أيضًا سائلاً حتى عند تسخينه فوق نقطة الغليان.

3. 19 ولاية للمياه

دون تردد، اذكر عدد الحالات المختلفة التي يوجد بها الماء؟ إذا أجبت على ثلاثة: صلب، سائل، غاز، فأنت مخطئ. ويميز العلماء ما لا يقل عن 5 حالات مختلفة للمياه في الحالة السائلة و14 حالة في الحالة المجمدة.

هل تتذكر المحادثة حول الماء فائق البرودة؟ لذلك، بغض النظر عما تفعله، عند درجة حرارة -38 درجة مئوية، حتى أنقى المياه شديدة البرودة سوف تتحول فجأة إلى ثلج. ماذا سيحدث مع انخفاض درجة الحرارة أكثر؟ عند -120 درجة مئوية، يبدأ شيء غريب يحدث للماء: يصبح شديد اللزوجة أو لزجًا، مثل دبس السكر، وعند درجات حرارة أقل من -135 درجة مئوية يتحول إلى ماء "زجاجي" أو "زجاجي" - مادة صلبة تفتقر إلى البلورات. بناء.

4. الماء يفاجئ الفيزيائيين

على المستوى الجزيئي، يعتبر الماء أكثر إثارة للدهشة. في عام 1995، أسفرت تجربة تشتت النيوترونات التي أجراها العلماء عن نتيجة غير متوقعة: اكتشف الفيزيائيون أن النيوترونات التي تستهدف جزيئات الماء "ترى" بروتونات هيدروجين أقل بنسبة 25٪ من المتوقع.

اتضح أنه عند سرعة واحد أتوثانية (10 - 18 ثانية) يحدث تأثير كمي غير عادي، وبدلاً من ذلك الصيغة الكيميائية للماء ماء، يصبح H1.5O!

5. ذاكرة الماء

بديل للطب الرسمي علاج بالمواد الطبيعيةينص على أن المحلول المخفف للدواء يمكن أن يكون له تأثير علاجي على الجسم، حتى لو كان عامل التخفيف كبيرًا لدرجة أنه لا يتبقى في المحلول سوى جزيئات الماء. يشرح أنصار المعالجة المثلية هذه المفارقة بمفهوم يسمى " ذاكرة الماء"، والتي بموجبها يحتوي الماء على المستوى الجزيئي على "ذاكرة" للمادة التي كانت مذابة فيه ذات يوم ويحتفظ بخصائص محلول التركيز الأصلي بعد عدم بقاء جزيء واحد من المكون فيه.

أجرى فريق دولي من العلماء بقيادة البروفيسور مادلين إينيس من جامعة كوينز في بلفاست، والذي انتقد مبادئ المعالجة المثلية، تجربة في عام 2002 لدحض المفهوم نهائيًا. وكانت النتيجة عكس ذلك. وبعد ذلك ذكر العلماء أنهم تمكنوا من إثبات حقيقة التأثير “ ذاكرة الماء" إلا أن التجارب التي أجريت تحت إشراف خبراء مستقلين لم تسفر عن نتائج. خلافات حول وجود الظاهرة " ذاكرة الماء"يكمل.

وللماء العديد من الخصائص الأخرى غير العادية التي لم نتحدث عنها في هذا المقال. على سبيل المثال، تتغير كثافة الماء حسب درجة الحرارة (كثافة الجليد أقل من كثافة الماء)؛ الماء لديه توتر سطحي مرتفع إلى حد ما. في الحالة السائلة، يكون الماء عبارة عن شبكة معقدة ومتغيرة ديناميكيًا من مجموعات المياه، وسلوك المجموعات هو الذي يؤثر على بنية الماء، وما إلى ذلك.

حول هذه والعديد من الميزات الأخرى غير المتوقعة ماءيمكن قراءتها في المقال " خصائص غير طبيعية للمياه"، تأليف مارتن شابلن، الأستاذ بجامعة لندن.

تقدم الجمعية الملكية البريطانية للكيمياء مكافأة قدرها 1000 جنيه إسترليني لأي شخص يستطيع أن يشرح علميًا سبب تجمد الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد في بعض الحالات.

"لا يزال العلم الحديث غير قادر على الإجابة على هذا السؤال الذي يبدو بسيطًا. يستخدم صانعو الآيس كريم والسقاة هذا التأثير في عملهم اليومي، لكن لا أحد يعرف حقًا سبب نجاحه. وقال البروفيسور ديفيد فيليبس، رئيس الجمعية الملكية البريطانية للكيمياء، كما نقل عنه بيان صحفي للجمعية، إن هذه المشكلة معروفة منذ آلاف السنين، وقد فكر فيها فلاسفة مثل أرسطو وديكارت.

كيف هزم طباخ من أفريقيا أستاذ فيزياء بريطاني

هذه ليست مزحة كذبة إبريل، ولكنها حقيقة مادية قاسية. إن العلم الحديث، الذي يتعامل بسهولة مع المجرات والثقوب السوداء، ويبني مسرعات عملاقة للبحث عن الكواركات والبوزونات، لا يستطيع تفسير كيفية "عمل" الماء الأولي. ينص الكتاب المدرسي بوضوح على أن تبريد الجسم الأكثر سخونة يستغرق وقتًا أطول من تبريد الجسم البارد. ولكن بالنسبة للمياه، لا يتم مراعاة هذا القانون دائما. وقد لفت أرسطو الانتباه إلى هذه المفارقة في القرن الرابع قبل الميلاد. ه. إليكم ما كتبه اليوناني القديم في كتابه Meteorologica I: «إن تسخين الماء مسبقًا يؤدي إلى تجميده. لذلك، كثير من الناس، عندما يريدون تبريد الماء الساخن بشكل أسرع، يضعونه أولاً في الشمس..." في العصور الوسطى، حاول فرانسيس بيكون ورينيه ديكارت تفسير هذه الظاهرة. للأسف، لم يتمكن الفلاسفة العظماء ولا العديد من العلماء الذين طوروا الفيزياء الحرارية الكلاسيكية من تحقيق ذلك، وبالتالي تم "نسيان" هذه الحقيقة المزعجة لفترة طويلة.

وفقط في عام 1968 "تذكروا" بفضل التلميذ إراستو مبيمبي من تنزانيا، بعيدًا عن أي علم. أثناء دراسته في مدرسة فنون الطهي عام 1963، تم تكليف مبيمبي البالغ من العمر 13 عامًا بمهمة صنع الآيس كريم. وبحسب التقنية، كان من الضروري غلي الحليب، وتذويب السكر فيه، وتبريده إلى درجة حرارة الغرفة، ثم وضعه في الثلاجة لتجميده. على ما يبدو، لم يكن مبيمبا طالبًا مجتهدًا وكان مترددًا. خوفًا من عدم وصوله إلى نهاية الدرس، وضع الحليب الساخن في الثلاجة. ولدهشته، تجمد حتى قبل حليب رفاقه المعد وفقًا لجميع القواعد.

عندما شارك مبيمبا اكتشافه مع مدرس الفيزياء، ضحك عليه أمام الفصل بأكمله. تذكر مبيمبا الإهانة. وبعد خمس سنوات، كان بالفعل طالبًا في جامعة دار السلام، وحضر محاضرة ألقاها الفيزيائي الشهير دينيس جي أوزبورن. بعد المحاضرة، سأل العالم سؤالاً: "إذا أخذت حاويتين متطابقتين بكميتين متساويتين من الماء، إحداهما عند 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت) والأخرى عند 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت)، ووضعتهما في مكان واحد". في الفريزر، فإن الماء الموجود في وعاء ساخن سوف يتجمد بشكل أسرع. لماذا؟" ولكم أن تتخيلوا رد فعل أستاذ بريطاني على سؤال من شاب من تنزانيا المهجورة. لقد سخر من الطالب. ومع ذلك، كان مبيمبا جاهزًا لمثل هذه الإجابة وتحدى العالم للمراهنة. انتهى نزاعهم باختبار تجريبي أكد أن مبيمبا كان على حق وهزم أوزبورن. وهكذا كتب الطباخ المتدرب اسمه في تاريخ العلم، ومن الآن فصاعدا تسمى هذه الظاهرة "تأثير مبيمبا". من المستحيل التخلص منها والإعلان عنها على أنها "غير موجودة". الظاهرة موجودة، وكما كتب الشاعر «لا تضر».

هل جزيئات الغبار والمواد المذابة هي المسؤولة؟

على مر السنين، حاول الكثيرون حل لغز تجميد الماء. تم اقتراح مجموعة كاملة من التفسيرات لهذه الظاهرة: التبخر، والحمل الحراري، وتأثير المواد الذائبة - ولكن لا يمكن اعتبار أي من هذه العوامل نهائيًا. لقد كرس عدد من العلماء حياتهم كلها لتأثير مبيمبا. كان جيمس براونريدج، عضو قسم السلامة الإشعاعية بجامعة ولاية نيويورك، يدرس هذه المفارقة في أوقات فراغه لمدة عقد من الزمن. وبعد إجراء مئات التجارب، يزعم العالم أن لديه أدلة على "الذنب" الناجم عن انخفاض حرارة الجسم. يوضح براونريدج أنه عند درجة حرارة 0 درجة مئوية، يصبح الماء شديد البرودة، ويبدأ في التجمد عندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون ذلك. يتم تنظيم نقطة التجمد عن طريق الشوائب الموجودة في الماء - فهي تغير معدل تكوين بلورات الجليد. تتمتع الشوائب، مثل جزيئات الغبار والبكتيريا والأملاح الذائبة، بدرجة حرارة نووية مميزة عندما تتشكل بلورات الجليد حول مراكز التبلور. عند وجود عدة عناصر في الماء في وقت واحد، يتم تحديد نقطة التجمد بواسطة العنصر الذي لديه أعلى درجة حرارة للتنوي.

لإجراء التجربة، أخذ براونريدج عينتين من الماء لهما نفس درجة الحرارة ووضعهما في الثلاجة. واكتشف أن إحدى العينات تتجمد دائمًا قبل الأخرى، ربما بسبب مجموعة مختلفة من الشوائب.

يقول براونريدج إن الماء الساخن يبرد بشكل أسرع لأن هناك فرقًا أكبر بين درجة حرارة الماء والفريزر - وهذا يساعده على الوصول إلى نقطة التجمد قبل أن يصل الماء البارد إلى نقطة التجمد الطبيعية، والتي تكون أقل بمقدار 5 درجات مئوية على الأقل.

ومع ذلك، فإن منطق براونريدج يثير العديد من الأسئلة. ولذلك، فإن أولئك الذين يستطيعون تفسير تأثير مبيمبا بطريقتهم الخاصة لديهم فرصة للتنافس على جائزة ألف جنيه إسترليني من الجمعية الملكية البريطانية للكيمياء.

لقد طرح العديد من الباحثين ويطرحون إصداراتهم الخاصة حول سبب تجمد الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد. قد يبدو الأمر وكأنه مفارقة - لأنه من أجل التجميد، يحتاج الماء الساخن أولاً إلى التبريد. ومع ذلك، تظل الحقيقة حقيقة، ويفسرها العلماء بطرق مختلفة.

الإصدارات الرئيسية

في الوقت الحالي، هناك العديد من الإصدارات التي تشرح هذه الحقيقة:

1. ولأن الماء الساخن يتبخر بشكل أسرع، فإن حجمه يقل. ويحدث تجميد كمية أقل من الماء عند نفس درجة الحرارة بشكل أسرع.
2. تحتوي حجرة التجميد في الثلاجة على بطانة ثلجية. وعاء يحتوي على ماء ساخن يذيب الثلج الموجود تحته. وهذا يحسن الاتصال الحراري مع الفريزر.
3. تجميد الماء البارد، على عكس الماء الساخن، يبدأ من الأعلى. في الوقت نفسه، يتفاقم الحمل الحراري والإشعاع الحراري، وبالتالي فقدان الحرارة.
4. يحتوي الماء البارد على مراكز تبلور - مواد مذابة فيه. إذا كان محتواها من الماء صغيرا، فإن الجليد أمر صعب، على الرغم من أن التبريد الفائق ممكن - عندما تكون في درجات حرارة دون الصفر لديها حالة سائلة.

على الرغم من الإنصاف يمكننا القول أن هذا التأثير لا يتم ملاحظته دائمًا. في كثير من الأحيان، يتجمد الماء البارد بشكل أسرع من الماء الساخن.

في أي درجة حرارة يتجمد الماء

لماذا يتجمد الماء اصلا؟ أنه يحتوي على كمية معينة من الجزيئات المعدنية أو العضوية. يمكن أن تكون هذه، على سبيل المثال، جزيئات صغيرة جدًا من الرمل أو الغبار أو الطين. ومع انخفاض درجة حرارة الهواء، تكون هذه الجسيمات هي المراكز التي تتشكل حولها بلورات الجليد.

ويمكن أيضًا أن تلعب فقاعات الهواء والشقوق الموجودة في الحاوية التي تحتوي على الماء دور نوى التبلور. تتأثر سرعة عملية تحويل الماء إلى الجليد إلى حد كبير بعدد هذه المراكز - إذا كان هناك الكثير منها، فإن السائل يتجمد بشكل أسرع. في الظروف العادية، مع الضغط الجوي الطبيعي، يتحول الماء إلى الحالة الصلبة من السائل عند درجة حرارة 0 درجة.

جوهر تأثير مبيمبا

إن تأثير مبيمبا هو مفارقة، جوهرها هو أنه في ظل ظروف معينة، يتجمد الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد. وقد لاحظ أرسطو وديكارت هذه الظاهرة. ومع ذلك، لم يكن الأمر كذلك حتى عام 1963 عندما قرر التلميذ التنزاني إيراستو مبيمبا أن الآيس كريم الساخن يتجمد في وقت أقصر من الآيس كريم البارد. لقد توصل إلى هذا الاستنتاج أثناء إكمال مهمة الطبخ.

كان عليه أن يذوب السكر في الحليب المسلوق، وبعد تبريده، ضعه في الثلاجة لتجميده. على ما يبدو، لم يكن مبيمبا مجتهدًا بشكل خاص وبدأ في إكمال الجزء الأول من المهمة في وقت متأخر. ولذلك، لم ينتظر الحليب حتى يبرد، ووضعه في الثلاجة ساخناً. لقد كان متفاجئًا جدًا عندما تجمد بشكل أسرع من زملائه الذين كانوا يقومون بالعمل وفقًا للتكنولوجيا المحددة.

هذه الحقيقة أثارت اهتمام الشاب كثيرًا، وبدأ بإجراء تجارب على الماء العادي. في عام 1969، نشرت مجلة تعليم الفيزياء نتائج البحث الذي أجراه مبيمبا والبروفيسور دينيس أوزبورن من جامعة دار السلام. التأثير الذي وصفوه أطلق عليه اسم مبيمبا. لكن حتى اليوم لا يوجد تفسير واضح لهذه الظاهرة. يتفق جميع العلماء على أن الدور الرئيسي في هذا يعود إلى الاختلافات في خصائص الماء البارد والساخن، ولكن ما هو غير معروف بالضبط.

نسخة سنغافورة

كان الفيزيائيون من إحدى جامعات سنغافورة مهتمين أيضًا بمسألة أي الماء يتجمد بشكل أسرع - ساخن أم بارد؟ وأوضح فريق من الباحثين بقيادة شي تشانغ هذه المفارقة على وجه التحديد من خلال خصائص الماء. يعلم الجميع تكوين الماء من المدرسة - ذرة أكسجين وذرتين هيدروجين. يسحب الأكسجين إلى حد ما الإلكترونات بعيدًا عن الهيدروجين، وبالتالي فإن الجزيء هو نوع معين من "المغناطيس".

ونتيجة لذلك، تنجذب بعض الجزيئات الموجودة في الماء قليلاً لبعضها البعض وتتحد بواسطة رابطة هيدروجينية. قوتها أقل بعدة مرات من الرابطة التساهمية. يعتقد الباحثون السنغافوريون أن تفسير مفارقة مبيمبا يكمن بالتحديد في الروابط الهيدروجينية. إذا تم وضع جزيئات الماء معًا بإحكام شديد، فإن مثل هذا التفاعل القوي بين الجزيئات يمكن أن يشوه الرابطة التساهمية في منتصف الجزيء نفسه.

ولكن عندما يتم تسخين الماء، تتحرك الجزيئات المرتبطة ببعضها البعض قليلاً. ونتيجة لذلك، يحدث استرخاء الروابط التساهمية في منتصف الجزيئات مع إطلاق الطاقة الزائدة والانتقال إلى مستوى طاقة أقل. وهذا يؤدي إلى حقيقة أن الماء الساخن يبدأ في التبريد بسرعة. على الأقل هذا ما تظهره الحسابات النظرية التي أجراها العلماء السنغافوريون.

تجميد الماء على الفور – 5 حيل مذهلة: فيديو

وظاهرة تجمد الماء الساخن بمعدل أسرع من الماء البارد معروفة في العلم باسم تأثير مبيمبا. لقد فكرت العقول العظيمة مثل أرسطو وفرانسيس بيكون ورينيه ديكارت في هذه الظاهرة المتناقضة، لكن منذ آلاف السنين لم يتمكن أحد حتى الآن من تقديم تفسير معقول لهذه الظاهرة.

فقط في عام 1963، لاحظ تلميذ من جمهورية تنجانيقا، إراستو مبيمبا، هذا التأثير باستخدام مثال الآيس كريم، ولكن لم يقدم له أي شخص بالغ تفسيرًا. ومع ذلك، فقد فكر الفيزيائيون والكيميائيون بجدية في مثل هذه الظاهرة البسيطة، ولكن غير المفهومة.

منذ ذلك الحين، تم التعبير عن إصدارات مختلفة، وكان أحدها على النحو التالي: يتبخر جزء من الماء الساخن أولا، ثم، عندما يبقى أقل، يتجمد الماء بشكل أسرع. أصبح هذا الإصدار بسبب بساطته هو الأكثر شعبية، لكنه لم يرضي العلماء تماما.

الآن يقول فريق من الباحثين من جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة، بقيادة الكيميائي شي تشانغ، إنهم حلوا اللغز القديم حول سبب تجمد الماء الدافئ بشكل أسرع من الماء البارد. وكما اكتشف الخبراء الصينيون، فإن السر يكمن في كمية الطاقة المخزنة في الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء.

كما تعلم، تتكون جزيئات الماء من ذرة أكسجين واحدة وذرتين هيدروجين مرتبطتين معًا بروابط تساهمية، والتي تبدو على مستوى الجسيمات وكأنها تبادل للإلكترونات. والحقيقة الأخرى المعروفة هي أن ذرات الهيدروجين تنجذب إلى ذرات الأكسجين من الجزيئات المجاورة، مما يؤدي إلى تكوين روابط هيدروجينية.

وفي الوقت نفسه، تتنافر جزيئات الماء بشكل عام مع بعضها البعض. لاحظ علماء من سنغافورة: كلما كان الماء أكثر دفئا، كلما زادت المسافة بين جزيئات السائل بسبب زيادة قوى التنافر. ونتيجة لذلك، تتمدد الروابط الهيدروجينية وبالتالي تخزن المزيد من الطاقة. يتم إطلاق هذه الطاقة عندما يبرد الماء، حيث تقترب الجزيئات من بعضها البعض. وإطلاق الطاقة كما هو معروف يعني التبريد.

كما كتب الكيميائيون في مقالتهم، والتي يمكن العثور عليها على موقع ما قبل الطباعة arXiv.org، تكون الروابط الهيدروجينية في الماء الساخن أقوى منها في الماء البارد. وهكذا، اتضح أنه يتم تخزين المزيد من الطاقة في الروابط الهيدروجينية للماء الساخن، مما يعني إطلاق المزيد منها عند تبريده إلى درجات حرارة دون الصفر. لهذا السبب، يحدث التصلب بشكل أسرع.

حتى الآن، تمكن العلماء من حل هذا اللغز من الناحية النظرية فقط. عندما يقدمون أدلة مقنعة على نسختهم، يمكن اعتبار مسألة لماذا يتجمد الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد مغلقة.

مرحبا عزيزي عشاق الحقائق المثيرة للاهتمام. اليوم سنتحدث معكم عنه. لكنني أعتقد أن السؤال المطروح في العنوان قد يبدو سخيفًا ببساطة - ولكن ينبغي للمرء دائمًا أن يثق تمامًا في "الفطرة السليمة" سيئة السمعة وليس في تجربة اختبارية راسخة. دعونا نحاول معرفة لماذا يتجمد الماء الساخن بشكل أسرع من الماء البارد؟

مرجع تاريخي

أنه في مسألة تجميد الماء البارد والساخن، تم ذكر "ليس كل شيء نقيًا" في أعمال أرسطو، ثم تم تقديم ملاحظات مماثلة بواسطة F. Bacon و R. Descartes و J. Black. في التاريخ الحديث، أُطلق على هذا التأثير اسم "مفارقة مبيمبا" - الذي سمي على اسم تلميذ من تنجانيقا، يُدعى إراستو مبيمبا، الذي طرح نفس السؤال على أستاذ فيزياء زائر.

سؤال الصبي لم يأت من العدم، بل من ملاحظات شخصية بحتة لعملية تبريد خليط الآيس كريم في المطبخ. بالطبع، زملاء الدراسة الذين كانوا حاضرين هناك، إلى جانب مدرس المدرسة، جعلوا مبيمبا يضحكون - ولكن بعد الاختبار التجريبي الذي أجراه البروفيسور د. أوزبورن شخصيًا، "تبخرت" منهم الرغبة في السخرية من إيراستو. علاوة على ذلك، نشر مبيمبا، مع أحد الأساتذة، وصفًا تفصيليًا لهذا التأثير في تعليم الفيزياء في عام 1969 - ومنذ ذلك الحين تم تثبيت الاسم المذكور أعلاه في الأدبيات العلمية.

ما هو جوهر الظاهرة؟

إن إعداد التجربة بسيط للغاية: مع تساوي جميع الأشياء الأخرى، يتم اختبار أوعية متطابقة ذات جدران رقيقة تحتوي على كميات متساوية تمامًا من الماء، وتختلف فقط في درجة الحرارة. يتم تحميل الأوعية في الثلاجة، وبعد ذلك يتم تسجيل الوقت حتى يتشكل الجليد في كل منها. المفارقة هي أنه في الوعاء الذي يحتوي على سائل أكثر سخونة في البداية، يحدث هذا بشكل أسرع.

فكيف تفسر الفيزياء الحديثة ذلك؟

ليس للمفارقة تفسير عالمي، حيث أن العديد من العمليات المتوازية تحدث معًا، والتي قد تختلف مساهمتها اعتمادًا على الظروف الأولية المحددة - ولكن بنتيجة موحدة:

• قدرة السائل على التبريد الفائق - في البداية يكون الماء البارد أكثر عرضة للتبريد الفائق، أي. يبقى سائلاً عندما تكون درجة حرارته أقل من نقطة التجمد بالفعل
• التبريد المتسارع - يتحول البخار الناتج عن الماء الساخن إلى بلورات ثلجية دقيقة، والتي عند تراجعها، تعمل على تسريع العملية، وتعمل بمثابة "مبادل حراري خارجي" إضافي
• تأثير العزل - على عكس الماء الساخن، يتجمد الماء البارد من الأعلى، مما يؤدي إلى انخفاض في نقل الحرارة عن طريق الحمل الحراري والإشعاع

هناك عدد من التفسيرات الأخرى (آخر مرة عقدت فيها الجمعية الملكية البريطانية للكيمياء مسابقة لأفضل فرضية كانت مؤخرًا في عام 2012) - ولكن لا توجد حتى الآن نظرية لا لبس فيها لجميع حالات مجموعات شروط الإدخال...