पानी - एक रासायनिक दृष्टिकोण से एक बहुत ही सरल पदार्थ, हालांकि, इसमें कई असामान्य गुण हैं जो वैज्ञानिकों को आश्चर्यचकित नहीं करते हैं। निम्नलिखित कई तथ्यों हैं जो कुछ लोगों के बारे में जानते हैं।
1. किस पानी में तेजी से जम जाता है - ठंडा या गर्म?
पानी के साथ दो टैंक लें: एक नलम गर्म, और एक और ठंडे पानी में, और उन्हें फ्रीजर में डाल दिया। गर्म पानी तेजी से ठंडा हो जाएगा, हालांकि ठंडे पानी को चीजों के तर्क पर बर्फ में बदलना चाहिए: आखिरकार, तापमान को ठंडा करने के लिए ठंडा पानी ठंडा करना आवश्यक है, और फिर ठंडा होने पर बर्फ में ठंडा होना जरूरी नहीं है। पानी को ठंडा करने की आवश्यकता नहीं है। यह क्यों चल रहा है?
1 9 63 में, एरसस्टो बी एमपीईएमबीए (एरास्टो बी एमपीईएमबीए) नामक एक तंजानियन छात्र आइसक्रीम के लिए पके हुए मिश्रण को ठंडा कर दिया गया, यह देखा कि गर्म मिश्रण ठंड की तुलना में फ्रीजर में जमे हुए था। जब युवक ने भौतिकी शिक्षक के साथ अपनी खोज साझा की, तो वह केवल उस पर हँसे। सौभाग्य से, छात्र लगातार साबित हुआ और शिक्षक को एक प्रयोग करने के लिए आश्वस्त किया, जिसने इसकी खोज की पुष्टि की: कुछ स्थितियों के तहत, गर्म पानी वास्तव में ठंड से तेज़ हो जाता है।
अब ठंड की तुलना में गर्म पानी की ठंड में गर्म पानी की यह घटना, नाम पहनती है " mpemba प्रभाव" सच है, लंबे समय तक, पानी की यह अनूठी संपत्ति अरिस्टोटल, फ्रांसिस बेकन और रेन डिकार्टेट द्वारा नोट की गई थी।
वैज्ञानिक इतने पूरी तरह से और इस घटना की प्रकृति को समझ में नहीं आते हैं, इसे सुपरकोलिंग, वाष्पीकरण, बर्फ, संवहन, या गर्म और ठंडे पानी पर खोजी गई गैसों के प्रभाव के अंतर से समझाते हैं।
2. यह तुरंत ठंड करने में सक्षम है
हर कोई जानता है कि पानी हमेशा 0 डिग्री सेल्सियस ठंडा होने पर बर्फ में बदल जाता है ... कुछ मामलों को छोड़कर! उदाहरण के लिए, ऐसा मामला अल्ट्रा-शीतलन है, जो तरल बने रहने के लिए बहुत साफ पानी की संपत्ति है, यहां तक \u200b\u200bकि ठंडे बिंदु से नीचे के तापमान पर ठंडा किया जा रहा है। इस तथ्य के कारण यह घटना संभव हो जाती है कि पर्यावरण में केंद्र या क्रिस्टलाइजेशन कोर नहीं होते हैं जो बर्फ क्रिस्टल के गठन को उत्तेजित कर सकते हैं। और इसलिए पानी तरल रूप में रहता है, यहां तक \u200b\u200bकि शून्य डिग्री सेल्सियस के नीचे तापमान तक ठंडा किया जा रहा है।
क्रिस्टलाइजेशन प्रक्रिया यह ट्रिगर किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, गैस बुलबुले, अशुद्धता (प्रदूषण), टैंक की एक असमान सतह। उनके बिना, पानी तरल अवस्था में रहेगा। जब क्रिस्टलाइजेशन प्रक्रिया शुरू होती है, तो आप देख सकते हैं कि कैसे अल्ट्रा-प्लेट पानी तुरंत बर्फ में बदल रहा है।
ध्यान दें कि "सुपरन्ट" पानी भी तरल रहता है, यहां तक \u200b\u200bकि बूस्टर प्वाइंट के ऊपर तापमान तक गरम किया जा रहा है।
3. 19 जल राज्य
सोचने के बिना, कॉल करें, कितने अलग राज्यों में पानी है? यदि आपने तीन उत्तर दिए: ठोस, तरल, गैसीय, तो आप गलत हैं। वैज्ञानिकों को तरल रूप में कम से कम 5 अलग-अलग राज्यों और जमे हुए रूप में 14 राज्यों की पहचान होती है।
सुपर-एक्टेड पानी के बारे में बातचीत याद रखें? तो, जो भी आप करते हैं, -38 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, यहां तक \u200b\u200bकि सबसे साफ अल्ट्रा-प्लेट पानी अचानक बर्फ में बदल जाएगा। तापमान में और कमी के साथ क्या होता है? पानी के साथ -120 डिग्री सेल्सियस पानी के साथ, कुछ अजीब पानी से शुरू होता है: यह एक पैटर्न के रूप में सुपरकंडक्टर्स या एक तंग हो जाता है, और तापमान पर -135 डिग्री सेल्सियस के नीचे, यह एक "कांच" या "विट्रियस" पानी में बदल जाता है - ए ठोस जिसमें कोई क्रिस्टलीय संरचना नहीं होती है।
4. पानी की आश्चर्य चिकित्सक
आणविक स्तर पर, पानी और भी आश्चर्य की बात है। 1 99 5 में, वैज्ञानिकों द्वारा किए गए वैज्ञानिकों ने न्यूट्रॉन स्कैटरिंग प्रयोग को एक अप्रत्याशित परिणाम दिया: भौतिकविदों ने पाया कि पानी के अणुओं के उद्देश्य से न्यूट्रॉन "देखें" की अपेक्षा हाइड्रोजन प्रोटॉन से 25% कम है।
यह पता चला कि एक Attestocenda (10-18 सेकंड) की गति पर एक असामान्य क्वांटम प्रभाव है, और इसके बजाय पानी का रासायनिक सूत्र है H2O।, H1.5o हो जाता है!
5. पानी की मेमोरी
वैकल्पिक आधिकारिक दवा होम्योपैथी यह दावा करता है कि दवा के पतला समाधान शरीर पर एक उपचार प्रभाव हो सकता है, भले ही कमजोर गुणांक इतना बड़ा हो कि पानी के अणुओं को छोड़कर समाधान में कुछ और नहीं रहता है। होम्योपैथी के समर्थक इस विरोधाभासी अवधारणा को समझाते हैं " पानी की स्मृति"जिसके अनुसार आणविक स्तर पर पानी के बारे में" स्मृति "होती है, एक बार इसमें घुलनशील और प्रारंभिक एकाग्रता के समाधान के गुणों को बरकरार रखा जाता है, एक भी घटक अणु बनी हुई है।
प्रोफेसर मेडलाइन एन्सिस (रानी विश्वविद्यालय बेलफास्ट) के नेतृत्व में वैज्ञानिकों का एक अंतरराष्ट्रीय समूह, जिसने होम्योपैथी के सिद्धांतों की आलोचना की, 2002 में उन्होंने एक बार और सभी के लिए इस अवधारणा को अस्वीकार करने के लिए एक प्रयोग किया। परिणाम रिवर्स था। उसके बाद, वैज्ञानिकों ने कहा कि वे प्रभाव की वास्तविकता साबित करने में कामयाब रहे " पानी की स्मृति" हालांकि, स्वतंत्र विशेषज्ञों की देखरेख में किए गए प्रयोग, परिणाम नहीं लाए। घटना के अस्तित्व पर विवाद " पानी की स्मृति"जारी रखें।
पानी में कई अन्य असामान्य गुण हैं जिन्हें हमने इस लेख में नहीं बताया है। उदाहरण के लिए, पानी घनत्व तापमान के आधार पर भिन्न होता है (बर्फ घनत्व पानी की घनत्व से कम है); पानी में सतह के तनाव की काफी बड़ी मात्रा होती है; तरल अवस्था में, पानी जल क्लस्टर से एक जटिल और गतिशील रूप से बदलते नेटवर्क है, और यह क्लस्टर का व्यवहार पानी की संरचना को प्रभावित करता है, आदि।
इन और कई अन्य अप्रत्याशित सुविधाओं के बारे में पानी आप लेख में पढ़ सकते हैं " पानी के असंगत गुण", जिसका लेखक मार्टिन चैपलिन, लंदन विश्वविद्यालय के प्रोफेसर है।
Mpemba प्रभाव (एमपीईएमबीआई का विरोधाभास) - एक विरोधाभास जो कहता है कि कुछ स्थितियों में गर्म पानी ठंडा से तेज हो जाता है, हालांकि इसे ठंडे पानी में ठंडे पानी के तापमान से गुजरना होगा। यह विरोधाभास एक प्रयोगात्मक तथ्य है जो सामान्य विचारों का खंडन करता है, जिसके अनुसार, एक ही परिस्थिति के साथ, एक निश्चित तापमान को ठंडा करने के लिए अधिक गर्म शरीर को उसी तापमान को ठंडा करने के लिए कम गर्म शरीर की तुलना में अधिक समय की आवश्यकता होती है।
इस घटना को एक बार अरिस्टोटल, फ्रांसिस बेकन और रेन डेस्कार्ट में देखा गया था, लेकिन केवल 1 9 63 में, तंजानिया स्कूली बॉय एरसस्टो एमपीईएमबीईए ने पाया कि आइसक्रीम का गर्म मिश्रण ठंड से तेज़ हो जाता है।
तंजानिया में मगंबबा हाई स्कूल के छात्र के रूप में, इरेस्टो एमपीईएमबीईए ने रसोई के मामले पर व्यावहारिक काम किया। उन्हें घर का बना आइसक्रीम बनाने की ज़रूरत है - दूध उबालें, इसमें चीनी को भंग करें, इसे कमरे के तापमान में ठंडा करें, और फिर इसे ठंड के लिए फ्रिज में रखें। जाहिर है, एमपीईएमबीबीए विशेष रूप से एक मेहनती छात्र नहीं था और कार्य के पहले भाग की पूर्ति के साथ priedered था। डरते हुए कि उसके पास पाठ के अंत के लिए समय नहीं होगा, उसने रेफ्रिजरेटर में अभी भी गर्म दूध रखा था। अपने आश्चर्य के लिए, यह एक दी गई तकनीक के अनुसार पकाए गए अपने साथियों के दूध की तुलना में पहले भी जम गया।
उसके बाद, एमपीईएमबीए ने न केवल दूध के साथ, बल्कि सामान्य पानी के साथ प्रयोग किया। किसी भी मामले में, पहले से ही एमकेववा हाई स्कूल के छात्र के रूप में, उन्होंने दार एस सलामा में विश्वविद्यालय कॉलेज से प्रोफेसर डेनिस ओसबोर्न के सवाल से पूछा (छात्रों को विश्वविद्यालय कक्षा में भौतिकी पर एक व्याख्यान पढ़ने के लिए: "यदि आप दो समान लेते हैं पानी के बराबर मात्रा वाले कंटेनर, उनमें से एक में, पानी में तापमान 35 डिग्री सेल्सियस होता है, और दूसरे में - 100 डिग्री सेल्सियस, और उन्हें फ्रीजर में डाल दिया जाता है, फिर दूसरे पानी में तेजी से जम जाता है। क्यों? " ओसबोर्न इस मुद्दे में रुचि रखते थे और जल्द ही 1 9 6 9 में, एमपीईएमबीए ने पत्रिका "भौतिकी शिक्षा" में अपने प्रयोगों के परिणाम प्रकाशित किए। तब से, पाया गया प्रभाव कहा जाता है mpemba का प्रभाव.
अब तक, कोई भी इस अजीब प्रभाव को समझाने के बारे में जानता है। वैज्ञानिकों के पास कोई भी संस्करण नहीं है, हालांकि कई हैं। यह सब गर्म और ठंडे पानी के गुणों के बारे में है, लेकिन यह अभी तक स्पष्ट नहीं है कि इस मामले में कौन से गुण एक भूमिका निभाते हैं: सुपरकूलिंग, वाष्पीकरण, बर्फ निर्माण, संवहन या अलग-अलग पानी पर निर्वहन गैसों के प्रभाव में अंतर तापमान।
एमपीईएमबीए के प्रभाव की विरोधाभासीता यह है कि जिस समय के दौरान शरीर परिवेश के तापमान तक ठंडा हो जाता है, इस शरीर और पर्यावरण के तापमान में अंतर के अनुपात में होना चाहिए। यह कानून अभी भी न्यूटन द्वारा स्थापित किया गया था और तब से कई बार अभ्यास में पुष्टि की गई थी। इस प्रभाव में, 100 डिग्री सेल्सियस के तापमान के तापमान के साथ पानी 35 डिग्री सेल्सियस के तापमान के साथ पानी की एक ही मात्रा से 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक ठंडा हो जाता है।
फिर भी, यह एक विरोधाभास का संकेत नहीं देता है, क्योंकि एमपीईएमबीए के प्रभाव को एक स्पष्टीकरण और प्रसिद्ध भौतिकी के ढांचे के भीतर पाया जा सकता है। Mpemba के प्रभाव की कुछ स्पष्टीकरण यहां दिए गए हैं:
भाप
गर्म पानी तेजी से कंटेनर से वाष्पित हो जाता है, जिससे इसकी मात्रा कम हो जाती है, और उसी तापमान के साथ पानी की छोटी मात्रा तेजी से होती है। पानी के साथ 100 तक गर्म तापमान 0 सी तक ठंडा होने के दौरान अपने द्रव्यमान का 16% खो देता है।
वाष्पीकरण का प्रभाव - डबल प्रभाव। सबसे पहले, पानी का द्रव्यमान कम हो जाता है, जो शीतलन के लिए आवश्यक है। और दूसरी बात, तापमान इस तथ्य के कारण कम हो गया है कि पानी के चरण से भाप चरण में संक्रमण की वाष्पीकरण की गर्मी कम हो गई है।
तापमान अंतराल
इस तथ्य के कारण कि गर्म पानी और ठंडी हवा के बीच तापमान अंतर अधिक है - इसलिए इस मामले में गर्मी विनिमय अधिक तीव्र और गर्म पानी को तेजी से ठंडा कर दिया जाता है।
सुपरकूलिंग
जब पानी ठंडा हो जाता है 0 सी यह हमेशा स्थिर नहीं होता है। कुछ स्थितियों के तहत, यह हाइपोथर्मिया से गुजर सकता है, ठंड बिंदु के तापमान के नीचे तापमान पर तरल बने रहने के लिए जारी है। कुछ मामलों में, पानी -20 सी के तापमान पर भी तरल रह सकता है।
इस प्रभाव का कारण यह है कि पहले बर्फ क्रिस्टल बनाने के लिए क्रिस्टल गठन केंद्रों की आवश्यकता है। यदि वे तरल पानी में नहीं हैं, तो सुपरकोलिंग तब तक जारी रहेगी जब तक कि तापमान इतना कम हो जाए कि क्रिस्टल स्वचालित रूप से बनने लगेंगे। जब वे एक सुपरकोल्ड तरल पदार्थ में बनने लगते हैं, तो वे तेजी से बढ़ने लगेंगे, लोर्थ शुहुह का निर्माण करते हुए, जो ठंडा हो जाएगा।
गर्म पानी सुपरकूलिंग के लिए अतिसंवेदनशील है क्योंकि इसकी हीटिंग विघटित गैसों और बुलबुले को समाप्त करती है, जो बदले में बर्फ क्रिस्टल के गठन के लिए केंद्रों के रूप में सेवा कर सकती है।
सुपरकोलिंग तेजी से चलने के लिए गर्म पानी का कारण क्यों बनता है? ठंडे पानी के मामले में, जो निम्नलिखित से अधिक नहीं है। इस मामले में, बर्फ की पतली परत पोत की सतह पर गठित की जाएगी। बर्फ की यह परत पानी और ठंडी हवा के बीच एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करेगी और आगे वाष्पीकरण को रोक देगा। इस मामले में बर्फ क्रिस्टल के गठन की दर कम होगी। गर्म पानी के मामले में, सुपरकोलिंग से गुजरना, सुपरकोल्ड पानी में बर्फ की सुरक्षात्मक सतह परत नहीं होती है। इसलिए, यह खुले शीर्ष के माध्यम से बहुत तेजी से गर्मी खो देता है।
जब हाइपोथर्मिया की प्रक्रिया समाप्त होती है और पानी जमा होता है, तो अधिक गर्मी खो जाती है और इसलिए अधिक बर्फ का गठन होता है।
इस प्रभाव के कई शोधकर्ता एमपीईएमबी प्रभाव के मामले में मुख्य कारक को सुपरकॉलिंग पर विचार करते हैं।
कंवेक्शन
ठंडा पानी ऊपर से फ्रीज शुरू होता है, जिससे गर्मी उत्सर्जन और संवहन की प्रक्रियाओं को खराब कर दिया जाता है, और इसलिए गर्मी की कमी होती है, जबकि गर्म पानी नीचे से स्थिर हो जाता है।
पानी घनत्व विसंगति का यह प्रभाव समझाया गया है। पानी में 4 सी पर अधिकतम घनत्व होता है। यदि पानी को ठंडा करने और इसे कम तापमान पर डाल दिया जाता है, तो पानी की सतह परत तेजी से जमा हो जाएगी। चूंकि यह पानी 4 एस के तापमान पर पानी की तुलना में कम घना होता है, यह सतह पर रहेगा, एक पतली ठंडी परत बनाने। इन स्थितियों के तहत, बर्फ की पतली परत थोड़ी देर के लिए पानी की सतह पर गठित की जाएगी, लेकिन बर्फ की यह परत एक इन्सुलेटर होगा जो पानी की निचली परतों की रक्षा करता है, जो 4 सी के तापमान पर रहेगा। इसलिए, आगे शीतलन प्रक्रिया धीमी होगी।
गर्म पानी के मामले में, स्थिति पूरी तरह से अलग है। वाष्पीकरण और अधिक तापमान अंतर के कारण पानी की सतह परत तेजी से ठंडा हो जाएगी। इसके अलावा, ठंडे पानी की परतें गर्म पानी की परतों की तुलना में अधिक घनी होती हैं, इसलिए ठंडी पानी की परत नीचे गिर जाएगी, सतह पर गर्म पानी की एक परत उठाना। इस तरह के पानी परिसंचरण तापमान में तेजी से गिरावट प्रदान करता है।
लेकिन यह प्रक्रिया संतुलन बिंदु क्यों नहीं पहुंचती है? संवहन के दृष्टिकोण से एमपीईएमबीए के प्रभाव को समझाने के लिए, ठंड और गर्म पानी की परतों को अलग करना आवश्यक होगा और 4 सी से नीचे औसत पानी के तापमान गिरने के बाद संवहन प्रक्रिया स्वयं ही जारी है।
हालांकि, कोई प्रयोगात्मक डेटा नहीं है जो इस परिकल्पना की पुष्टि करेगा कि ठंड और गर्म पानी की परतों को संवहन के दौरान विभाजित किया गया है।
भंग गैसों
पानी में हमेशा गैसों को भंग होता है - ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड। इन गैसों में पानी ठंडक बिंदु को कम करने की क्षमता होती है। जब पानी गर्म हो जाता है, तो इन गैसों को पानी से मुक्त किया जाता है, क्योंकि पानी में उनकी घुलनशीलता नीचे उच्च तापमान पर होती है। इसलिए, जब गर्म पानी ठंडा हो जाता है, तो गैर-गर्म ठंडे पानी की तुलना में इसमें हमेशा कम भंग गैस होती हैं। इसलिए, गर्म पानी का ठंडक बिंदु अधिक है और यह तेजी से जमा हो जाता है। एमपीईएमबी के प्रभाव को समझाते समय इस कारक को कभी-कभी मुख्य बात माना जाता है, हालांकि इस तथ्य की पुष्टि करने वाला कोई प्रयोगात्मक डेटा नहीं है।
ऊष्मीय चालकता
छोटे कंटेनरों में प्रशीतन कक्ष के फ्रीजर में पानी रखा जाता है जब यह तंत्र एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। इन स्थितियों के तहत, यह ध्यान दिया जाता है कि गर्म पानी के कंटेनर को फ्रीजर से फ्रीजर बर्फ द्वारा स्थानांतरित किया जाता है, जिससे फ्रीजर दीवार और थर्मल चालकता के साथ थर्मल संपर्क में सुधार होता है। नतीजतन, गर्मी को ठंडा से गर्म पानी के साथ कंटेनर से हटा दिया जाता है। बदले में, ठंडे पानी वाले कंटेनर बर्फ से नीचे नहीं चमकता है।
इन सभी (साथ ही अन्य) की शर्तों का अध्ययन कई प्रयोगों में किया गया था, लेकिन प्रश्न का एक स्पष्ट उत्तर - उनमें से कौन सा Mpembe प्रभाव का एक सौ प्रतिशत प्रजनन प्रदान करता है - और प्राप्त नहीं किया गया था।
उदाहरण के लिए, 1 99 5 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी डेविड औरबैक ने इस प्रभाव पर पानी हाइपोथर्मिया के प्रभाव का अध्ययन किया। उन्होंने पाया कि गर्म पानी, एक सुपरकोल्ड राज्य तक पहुंच गया, ठंड की तुलना में उच्च तापमान पर जम जाता है, जिसका अर्थ है उत्तरार्द्ध। लेकिन ठंडा पानी गर्म की तुलना में एक सुपरकोल्ड राज्य तेजी से पहुंचता है, जिससे पिछले अंतराल की क्षतिपूर्ति होती है।
इसके अलावा, औरबख के नतीजे पहले प्राप्त आंकड़ों का खंडन करते थे कि गर्म पानी क्रिस्टलाइजेशन केंद्रों की एक छोटी संख्या के कारण अधिक से अधिक ओवरकॉलिंग प्राप्त करने में सक्षम है। जब पानी से गर्म हो जाता है, तो इसमें भंग गैसों को हटा दिया जाता है, और इसके उबलते हुए, इसमें कुछ लवण भंग हो जाते हैं।
आप अभी तक एक ही बात यह कह सकते हैं - इस प्रभाव का प्रजनन उन शर्तों पर निर्भर करता है जिनमें प्रयोग किया जाता है। यह ठीक है क्योंकि यह हमेशा पुन: उत्पन्न नहीं होता है।
ब्रिटिश रॉयल केमिकल सोसाइटी ने 1 हजार पाउंड स्टर्लिंग में एक इनाम प्रदान किया जो वैज्ञानिक दृष्टिकोण से समझा सकता है कि कुछ मामलों में गर्म पानी ठंडा होने से तेज़ क्यों होता है।
"आधुनिक विज्ञान अभी भी इस सवाल पर इस सरल नज़र का जवाब नहीं दे सकता है। आइसक्रीम और बारटेंडर के निर्माता अपने दैनिक काम में इस प्रभाव का उपयोग करते हैं, लेकिन कोई भी वास्तव में नहीं जानता कि यह क्यों काम करता है। प्रोफेसर डेविड फिलिप्स के प्रोफेसर डेविड फिलिप्स के अध्यक्ष ने कहा कि यह समस्या हजारों सालों से पहले ही साबित हुई है, ऐसे दार्शनिकों के रूप में अरिस्टोटल और डेस्ककार्ट्स ने इसके बारे में सोचा है। "
अफ्रीका से कैसे कुक ने भौतिकी के ब्रिटिश प्रोफेसर को हराया
यह एक प्राइमरियल मजाक नहीं है, बल्कि शारीरिक वास्तविकता है। वर्तमान विज्ञान, आकाशगंगाओं और काले छेद की आसानी के साथ, क्वार्क और बोसन की खोज के लिए विशाल त्वरक बनाने के लिए, प्राथमिक पानी "काम करता है" को स्पष्ट नहीं कर सकता कि कैसे प्राथमिक पानी "काम करता है"। स्कूल की पाठ्यपुस्तक स्पष्ट रूप से दावा करती है कि ठंड के शरीर को ठंडा करने के बजाय अधिक गर्म शरीर को ठंडा करने में अधिक समय लगता है। लेकिन पानी के लिए, यह कानून हमेशा पालन नहीं किया जाता है। चौथी शताब्दी ईसा पूर्व में एक और अरिस्टोटल इस विरोधाभास पर ध्यान दे रहा था। इ। प्राचीन यूनानी ने "मौसम विज्ञान I" पुस्तक में लिखा था: "तथ्य यह है कि पानी पूर्व-गर्म है, इसके ठंड में योगदान देता है। इसलिए, कई लोग जब वे जल्दी से गर्म पानी को ठंडा करना चाहते हैं, तो पहले इसे सूर्य में डाल दें ... "मध्य युग में, इस घटना ने फ्रांसिस बेकन और रेन डेस्कार्ट को समझाने की कोशिश की। हां, यह न तो महान दार्शनिकों और न ही कई वैज्ञानिकों ने शास्त्रीय थर्मल भौतिकी विकसित करने में असफल रहे, और इसलिए लंबे समय तक इस तरह के एक असुविधाजनक तथ्य "भूल गए"।
और केवल 1 9 68 में उन्होंने किसी भी विज्ञान से दूर तंजानिया से स्कूलबॉय एरास्टो मेम्बर के लिए "याद किया" धन्यवाद। कुक कला के चेकर में अध्ययन, 1 9 63 में, 13 वर्षीय एमपीईवी को आइसक्रीम बनाने के लिए एक कार्य प्राप्त हुआ। प्रौद्योगिकी के मुताबिक, दूध उबालना, इसमें चीनी को भंग करना, कमरे के तापमान में ठंडा करना, और फिर इसे ठंड के लिए फ्रिज में रखना आवश्यक था। जाहिर है, एमपीईएमबीए एक मेहनती छात्र नहीं था और गूंधा हुआ था। डरते हुए कि उसके पास पाठ के अंत के लिए समय नहीं होगा, उसने रेफ्रिजरेटर में अभी भी गर्म दूध रखा था। अपने आश्चर्य के लिए, यह अपने साथियों के दूध की तुलना में पहले भी जमे हुए, सभी नियमों में पकाया जाता है।
जब एमपीईएमबीए ने एक चिकित्सक शिक्षक के साथ अपनी खोज साझा की, तो उसने उसे पूरी कक्षा के सामने हंसने के लिए उठाया। Mpemba ने अपराध को याद किया। पांच साल बाद, पहले से ही डार-एस-सलामा में विश्वविद्यालय के छात्र होने के नाते, वह डेनिस ओसबोर्न के प्रसिद्ध भौतिकी के व्याख्यान में थे। व्याख्यान के बाद, उन्होंने एक वैज्ञानिक प्रश्न पूछा: "यदि आप बराबर मात्रा में पानी के साथ दो समान कंटेनर लेते हैं, एक 35 डिग्री सेल्सियस (95 डिग्री फारेनहाइट) के तापमान के साथ, और दूसरा 100 डिग्री सेल्सियस (212 डिग्री फारेनहाइट) है , और उन्हें फ्रीजर में रखें, फिर गर्म कंटेनर में पानी तेजी से जमा हो जाएगा। क्यूं कर?" आप तंजानिया के भूले हुए भगवान के एक जवान व्यक्ति के मौके के लिए ब्रिटिश प्रोफेसर की प्रतिक्रिया की कल्पना कर सकते हैं। उसने छात्र का उपहास किया। हालांकि, एमपीईएमबीए ऐसी प्रतिक्रिया के लिए तैयार था और सट्टेबाजी पर एक वैज्ञानिक कहा जाता था। उनका विवाद एमपीईएमबीए की सहीता और ओसबोर्न की हार की पुष्टि करने वाले प्रयोगात्मक सत्यापन से पूरा किया गया था। तो कुक के छात्र ने अपने नाम को विज्ञान के इतिहास में अंकित किया, और अब से इस घटना पर "एमपीएमबीई प्रभाव" कहा जाता है। इसे फेंक दें, जैसा कि "अस्तित्वहीन" काम नहीं करता है। घटना मौजूद है, और, जैसा कि कवि ने लिखा, "न ही दांत पैर में।"
धूल और भंग पदार्थों को दोष दें?
पिछले वर्षों में, कई ने ठंडे पानी के रहस्य को हल करने की कोशिश की है। इस घटना के स्पष्टीकरण का एक पूरा गुलदस्ता प्रस्तावित किया गया था: वाष्पीकरण, संवहन, विघटित पदार्थों का प्रभाव - लेकिन इनमें से कोई भी कारकों को अंतिम मान्यता नहीं दी जा सकती है। एमपीईएमबीए के सभी जीवन के प्रभाव के लिए समर्पित कई वैज्ञानिक। न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय के राज्य विश्वविद्यालय की विकिरण सुरक्षा विभाग का एक कर्मचारी - जेम्स ब्राउन्रिज - अपने खाली समय में वह एक दशक के लिए एक दशक के लिए विरोधाभास का अध्ययन कर रहा है। सैकड़ों प्रयोगों को खर्च करने के बाद, वैज्ञानिक का दावा है कि इसमें हाइपोथर्मिया के "अपराध" का सबूत है। ब्रुंगी बताते हैं कि 0 डिग्री सेल्सियस पानी केवल हाइपोडेड है, और तापमान नीचे गिरने पर यह स्थिर हो जाता है। ठंडक बिंदु को पानी में अशुद्धियों द्वारा शासित किया जाता है - यह है कि क्या वे बर्फ क्रिस्टल के गठन की दर बदलते हैं। अशुद्धता, और ये धूल, बैक्टीरिया और विघटित नमक हैं, उनमें से एक न्यूक्लियेशन तापमान विशेषता है, जब क्रिस्टलाइजेशन केंद्रों के आसपास बर्फ क्रिस्टलीय बन जाती है। जब कई तत्व पानी में स्थित होते हैं, तो ठंड का तापमान उन लोगों द्वारा निर्धारित होता है, जिनमें उच्चतम न्यूक्लियेशन तापमान होता है।
ब्रौज के अनुभव के लिए, एक ही तापमान के दो पानी के नमूने लेते थे और उन्हें फ्रीजर में रखा जाता था। उन्होंने पाया कि प्रतियों में से एक हमेशा अन्य से पहले जम जाता है - संभवतः, अशुद्धियों के विभिन्न संयोजन के कारण।
ब्रुनसेज का दावा है कि पानी और फ्रीजर तापमान के बीच अधिक अंतर के कारण गर्म पानी तेजी से ठंडा हो जाता है - यह ठंडे पानी को अपने प्राकृतिक ठंडक बिंदु तक पहुंचने से पहले अपने ठंडे बिंदु को प्राप्त करने में मदद करता है, जो कम से कम 5 डिग्री सेल्सियस कम होता है।
हालांकि, ब्रुंडेज के तर्क के कारण कई सवाल हैं। इसलिए, जो लोग एमपीईएमबी के अपने तरीके से प्रभाव को समझाने में सक्षम होंगे, ब्रिटिश रॉयल केमिकल सोसाइटी से हजारों पाउंड स्टर्लिंग के लिए लड़ने का मौका है।
कई शोधकर्ताओं को आगे रखा गया था और अपने संस्करणों को आगे बढ़ाया गया था कि गर्म पानी ठंड की तुलना में तेजी से क्यों ठंडा हो गया। ऐसा लगता है कि विरोधाभास - आखिरकार, जमे हुए, गर्म पानी को शुरू करने के लिए ठंडा किया जाना चाहिए। हालांकि, तथ्य एक तथ्य बना हुआ है, और वैज्ञानिक इसे विभिन्न तरीकों से समझाते हैं।
मुख्य संस्करण
फिलहाल ऐसे कई संस्करण हैं जो इस तथ्य को समझाते हैं:
- चूंकि गर्म पानी में वाष्पीकरण तेज है, इसकी मात्रा घट जाती है। और एक ही तापमान के पानी की एक छोटी मात्रा में ठंड तेजी से होती है।
- रेफ्रिजरेटर के फ्रीजर में एक बर्फ गैसकेट है। गर्म पानी युक्त कंटेनर बर्फ पिघल रहा है। यह फ्रीजर के साथ थर्मल संपर्क में सुधार करता है।
- गर्म पानी की ठंड, गर्म के विपरीत, शीर्ष पर शुरू होता है। इस मामले में, संवहन और गर्मी उत्सर्जन, और इसके परिणामस्वरूप, थर्मल हानि बिगड़ती है।
- ठंडे पानी में क्रिस्टलाइजेशन सेंटर हैं - इसमें भंग ठोस। पानी में उनकी एक छोटी सी सामग्री के साथ, परीक्षा मुश्किल है, हालांकि एक ही समय में इसकी सुपरकोलिंग संभव है - जब एक तरल अवस्था में तरल अवस्था होती है।
हालांकि निष्पक्षता को कहा जा सकता है कि यह प्रभाव हमेशा नहीं देखा जाता है। बहुत बार जमे हुए ठंडे पानी गर्म से तेज होता है।
किस तापमान में पानी जम जाता है
पानी की ठंड क्यों होती है? इसमें खनिज या कार्बनिक कणों की एक निश्चित मात्रा होती है। यह, उदाहरण के लिए, बहुत छोटे रेत कण, धूल या मिट्टी हो सकते हैं। जब हवा का तापमान कम हो जाता है, तो ये कण केंद्र होते हैं जिनके आसपास बर्फ क्रिस्टल बनते हैं।
क्रिस्टलाइजेशन नाभिक की भूमिका कंटेनर में एयर बुलबुले और दरारें भी कर सकती है जहां पानी निहित है। ऐसे केंद्रों की दर इस तरह के केंद्रों की दर से काफी हद तक प्रभावित होती है - यदि उनमें से कई हैं, तरल तेजी से जमा हो जाता है। सामान्य परिस्थितियों में, सामान्य वायुमंडलीय दबाव के साथ, पानी 0 डिग्री के तापमान पर तरल की ठोस स्थिति में बदल जाता है।
एमपीईएमबीए के प्रभाव का सार
घोटाले के प्रभाव में, वे विरोधाभास को समझते हैं, जिसका सार है कि कुछ परिस्थितियों में, गर्म पानी ठंड से तेज हो जाता है। इस घटना को अभी भी अरिस्टोटल और डेस्कार्टेस द्वारा देखा गया था। फिर भी, केवल 1 9 63 में, तंजानिया एरास्टो एमपीईएमईएमईबीईटी से एक स्कूली बच्चों ने निर्धारित किया कि गर्म आइसक्रीम ठंड की तुलना में कम समय में जमा हो जाती है। उन्होंने रसोई के मामले का कार्य करके ऐसा निष्कर्ष दिया।
उसे चीनी को भंग करना और उसे घुलना पड़ा, इसे रखो, इसे रेफ्रिजरेटर में ठंड के लिए रखें। जाहिर है, एमपीईएमबीए विशेष परिश्रम में भिन्न नहीं था और कार्य के पहले भाग को पूरा करना शुरू कर दिया। इसलिए, उसने दूध की शीतलन की प्रतीक्षा नहीं की, और इसे गर्म के साथ रेफ्रिजरेटर में निर्धारित किया। वह बहुत आश्चर्यचकित था जब यह अपने सहपाठियों की तुलना में तेज़ी से बढ़ गया, जिन्होंने निर्दिष्ट तकनीक के अनुसार काम किया।
यह तथ्य एक युवा व्यक्ति में बहुत दिलचस्पी थी, और उसने सरल पानी के साथ प्रयोग शुरू किया। 1 9 6 9 में, भौतिकी शिक्षा पत्रिका ने दार एस सैलैम में विश्वविद्यालय से अनुसंधान और प्रोफेसर डेनिस ओसबोर्न के परिणाम प्रकाशित किए। एमपीईएमबीआई का प्रभाव प्रभाव से दिया गया था। हालांकि, आज की घटना के स्पष्ट स्पष्टीकरण नहीं है। सभी वैज्ञानिक इस बात से सहमत हैं कि मुख्य भूमिका ठंडा और गर्म पानी के गुणों के मतभेदों से संबंधित है, लेकिन वास्तव में अज्ञात क्या है।
सिंगापुर संस्करण
सिंगापुर विश्वविद्यालयों में से एक के भौतिक विज्ञानी भी इस सवाल में दिलचस्पी रखते हैं, क्या पानी तेजी से बढ़ता है - गर्म या ठंडा? एस चिना के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस विरोधाभास को पानी के गुणों से सटीक रूप से समझाया। स्कूल की बेंच से हर कोई पानी की संरचना ज्ञात है - एक ऑक्सीजन परमाणु और दो हाइड्रोजन परमाणु। हाइड्रोजन से कुछ हद तक घनत्व इलेक्ट्रॉनों के लिए ऑक्सीजन, इसलिए अणु एक निश्चित प्रकार का "चुंबक" है।
नतीजतन, पानी में कुछ अणु अपने बीच थोड़ा आकर्षित होते हैं और हाइड्रोजन बंधन को जोड़ते हैं। उसकी ताकत एक सहसंयोजक बंधन से काफी कम है। सिंगापुर शोधकर्ताओं का मानना \u200b\u200bहै कि घोटाले के विरोधाभास का स्पष्टीकरण सिर्फ हाइड्रोजन बांड में है। यदि पानी के अणुओं को एक-दूसरे के साथ समायोजित किया जाता है, तो अणुओं के बीच इतनी मजबूत बातचीत अणु के बीच में सहसंयोजक बंधन को विकृत कर सकती है।
लेकिन जब पानी गर्म हो जाता है, तो संबंधित अणुओं को एक दूसरे से थोड़ा हटा दिया जाता है। नतीजतन, अणुओं के बीच में, व्यापक ऊर्जा और निचले ऊर्जा स्तर में संक्रमण के साथ सहसंयोजक बंधन की छूट है। इससे इस तथ्य की ओर जाता है कि गर्म पानी तेज हो जाता है। कम से कम, इसलिए सैद्धांतिक गणनाओं को दिखाया गया है कि सिंगापुर वैज्ञानिकों ने आयोजित किया।
पानी की तत्काल ठंड - 5 अविश्वसनीय चाल: वीडियो
पानी प्रकाश में सबसे अद्भुत तरल पदार्थों में से एक है जो असामान्य गुण अंतर्निहित हैं। उदाहरण के लिए, बर्फ तरल पदार्थ की एक ठोस स्थिति है, पानी की तुलना में एक विशिष्ट वजन कम है, जिसने पृथ्वी पर जीवन के उद्भव और विकास को बनाया है। इसके अलावा, निकट-वैज्ञानिक में चर्चाएं हैं, और वैज्ञानिक दुनिया जिसके बारे में पानी तेजी से बढ़ता है - गर्म या ठंडा। जो कुछ शर्तों में गर्म तरल पदार्थ के तेज ठंड को साबित करता है और वैज्ञानिक रूप से अपने फैसले को सही ठहराता है, ब्रिटिश रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्टों से 1000 पाउंड में इनाम प्राप्त होगा।
प्रश्न का इतिहास
तथ्य यह है कि ठंड की गति में गर्म पानी के लिए कई शर्तों का प्रदर्शन करते समय ठंड से आगे है, यह मध्य युग में देखा गया था। इस घटना की व्याख्या फ्रांसिस बेकन (फ्रांसिस बेकन) और रेने डेस्कार्टेस के लिए बहुत सारे प्रयास किए गए थे। हालांकि, शास्त्रीय गर्मी इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण से, यह विरोधाभास समझाना असंभव है, और उन्होंने इसके बारे में शर्मीली करने की कोशिश की। 1 9 63 में तंजानिया स्कूलबॉय एरास्टो एमपीईएमबीए के साथ हुआ कुछ हद तक जिज्ञासु कहानी विवादों की निरंतरता के लिए उत्साहजनक थी। कुक के स्कूल में खाना पकाने के सबक के दौरान एक दिन, बाहरी लोगों द्वारा विचलित लड़का, समय पर आइसक्रीम के लिए मिश्रण को ठंडा करने और फ्रीजर हॉटटर में फ्रीजर में एक चीनी समाधान डालने का समय नहीं था। अपने आश्चर्य की बात, उत्पाद अपने coarticles की तुलना में कुछ हद तक ठंडा ठंडा, जो खाना पकाने आइसक्रीम के तापमान का निरीक्षण करते हैं।
घटना के सार को समझने की कोशिश कर रहे, लड़के ने भौतिकी शिक्षक से अपील की, जो कि विवरण में जाने के बिना, अपने पाक प्रयोगों का उपहास किया। हालांकि, एरास्टो को ईर्ष्यापूर्ण दृढ़ता से प्रतिष्ठित किया गया था और इसके प्रयोगों को अब दूध पर नहीं, बल्कि पानी पर जारी रखा गया था। उन्हें आश्वस्त किया गया था कि कुछ मामलों में गर्म पानी की ठंड ठंड से तेज होती है।
दार एस सलाम में विश्वविद्यालय में प्रवेश, Erasto mpemer प्रोफेसर डेनिस ओसबोर्न (डेनिस जी ओसबोर्न) के व्याख्यान का दौरा किया। उसके अंत के बाद, छात्र ने अपने तापमान के आधार पर पानी की ठंड की दर के बारे में वैज्ञानिक को परेशान किया। अदायगी ओसबोर्न ने अपने सवाल को रद्द कर दिया, जिसमें एप्लॉम्ब के साथ कहा जाता है कि किसी भी दो कमरे को ज्ञात है कि ठंडे पानी तेजी से जमा हो जाएंगे। हालांकि, युवा व्यक्ति की प्राकृतिक दृढ़ता ने खुद को महसूस किया। उन्होंने प्रोफेसर के साथ एक शर्त पर हस्ताक्षर किए, प्रयोगशाला में, एक प्रयोगात्मक जांच करने के लिए यहां पेशकश की। इरास्टो ने फ्रीजर में पानी के साथ दो कंटेनर लगाए, जिनमें से तापमान 95 डिग्री फ़ारेनहाइट (35 डिग्री सेल्सियस) के बराबर था, और दूसरे - 212 डिग्री फ़ारेनहाइट (100 डिग्री सेल्सियस)। प्रोफेसरों और आसपास के "प्रशंसकों" का आश्चर्य क्या था जब दूसरे कंटेनर में पानी तेजी से जमे हुए थे। तब से, इस घटना को "mpems के विरोधाभास" का नाम प्राप्त हुआ है।
हालांकि, अब तक एमपीईएमबीए के विरोधाभास को समझाते हुए कोई पतला सैद्धांतिक परिकल्पना नहीं है। यह स्पष्ट नहीं है कि बाहरी कारक क्या हैं, पानी की रासायनिक संरचना, विघटित गैसों और खनिजों की उपस्थिति के अलग-अलग तापमान पर तरल पदार्थ की ठंड दर पर असर पड़ता है। "Mpembe प्रभाव" की विरोधाभासी यह है कि यह आईएन न्यूटन द्वारा खुले कानूनों में से एक के विपरीत है, जो बताता है कि ठंडा पानी का समय द्रव तापमान और पर्यावरण में अंतर के लिए आनुपातिक है। और यदि अन्य सभी तरल पदार्थ पूरी तरह से इस कानून से आज्ञा मानते हैं, तो कुछ मामलों में पानी एक अपवाद है।
क्यों गर्म पानी तेजी से जमे हुएटी
कई संस्करण हैं, गर्म पानी ठंड से तेजी से क्यों ठंड लगाता है। मुख्य लोगों को माना जाता है:
- गर्म पानी तेजी से वाष्पित हो जाता है, जबकि इसकी मात्रा कम हो जाती है, और तरल पदार्थ की एक छोटी मात्रा तेजी से ठंडा हो जाती है - जब पानी + 100 डिग्री सेल्सियस से 0 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा हो रहा है, तो वायुमंडलीय दबाव में वॉल्यूमेट्रिक घाटे 15% तक पहुंच जाती है;
- तरल और पर्यावरण के बीच गर्मी विनिमय की तीव्रता अधिक है, तापमान अंतर जितना अधिक होगा, इसलिए उबलते पानी की गर्मी की कमी तेज है;
- जब इसकी सतह पर गर्म पानी ठंडा किया जाता है, तो रोना गठित होता है, जो तरल और इसकी वाष्पीकरण के पूर्ण ठंड को रोकता है;
- उच्च पानी के तापमान पर, इसका संवहन मिश्रण होता है, ठंड का कटौती समय;
- पानी में भंग गैसों में ठंडक बिंदु कम हो जाता है, क्रिस्टल गठन के लिए ऊर्जा का चयन करता है, - गर्म पानी में कोई भंग गैस नहीं होती है।
इन सभी स्थितियों को बार-बार प्रयोगात्मक सत्यापन के अधीन किया गया था। विशेष रूप से, जर्मन वैज्ञानिक डेविड औरबैक (डेविड ऑरबैक) ने पाया कि गर्म पानी क्रिस्टलाइजेशन तापमान ठंड की तुलना में थोड़ा अधिक है, जो इसे पहले तेजी से ठंडा करना संभव बनाता है। हालांकि, बाद में उनके प्रयोगों की आलोचना की गई और कई वैज्ञानिकों को आश्वस्त किया गया कि "एमपीएमबीई प्रभाव" के बारे में क्या पानी तेजी से मुक्त हो जाता है - गर्म या ठंडा, केवल कुछ शर्तों के तहत पुन: उत्पन्न करना संभव है, खोज और कंक्रीटलाइजेशन जिसमें कोई भी व्यस्त नहीं है वर्तमान समय।
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