دسته بندی موضوعی
تبلیغات دانشمند شرکت توسعه فناوری اطلاعت زربین
تبلیغات دانشمند شرکت توسعه فناوری اطلاعت زربین

چرا آب داغ سریع‌تر از آب سرد یخ می‌زند؟

010517 ec Mpemba feat free

اندازه فونت:

هرچند عجیب به‌نظر می‌رسد اما در موقعیت یکسان، آب داغ سریع‌تر از آب سرد یخ می‌بندد. ردپای این کشف را می‌توان در آزمایش‌های ارسطو پیدا کرد اما پس از قرن‌ها تازه اکنون کسی توانسته ‌است دلیل این اتفاق را توضیح دهد.

به‌گزارش دانشمندآنلاین، درحال حاضر فیزیکدانان ویژگی عجیبی از پیوند هیدروژنی را یافته‌اند که می‌تواند این چالش قدیمی فیزیک را حل کند. باوجود این، هنوز کسانی هستند که می‌گویند این پدیده که به اصطلاح «اثر امپمبا» (Mpemba effect) نامیده‌ می‌شود، اصلا وجود ندارد. نتایج پژوهش جدیدی که به‌نظر می‌رسد پاسخی برای این معما یافته باشد در Journal of Chemical Theory and Computation به چاپ رسیده است.

این پدیده اولین‌بار 2000 سال پیش توسط ارسطو مطرح شد و پس‌از آن افرادی چون رنه دکارت و فرانسیس بیکن به آن اشاره کردند. سرانجام در دهه 60 میلادی این مسئله که آب داغ سریع‌تر از آب سرد یخ می‌بندد مورد پذیرش عموم قرار گرفت. درحقیقت، سال 1960 دانش‌آموزی تانزانیایی به‌نام اراستو امپبنا و همکلاس‌هایش در مدرسه بستنی درست کردند. دوستان امپبنا به شیر درحال جوشیدن شکر اضافه کردند و قبل‌از اینکه مخلوط را در فریز بگذارند، آن را خنک کردند. اما او همان‌طور که شیر هنوز بسیار داغ بود آن را درون فریزر گذاشت.

 در کمال تعجب همگان بستنی او سریع‌تر از بقیه همکلاس‌هایش آماده شد. سال 1969 این فرد به همراه یک استاد فیزیک تصمیم گرفت مقاله‌ای در این زمینه منتشر کند. البته آنها هرگز نتوانستند توضیح خوبی برای این پدیده پیدا کنند. از آن‌زمان تاکنون، تلاش‌های بسیاری برای حل این مسئله در سراسر دنیا انجام شده ‌است که هیچ‌یک به پاسخی قطعی نرسیده‌اند.

اکنون، گروهی از دانشمندان دانشگاه ساوترن متدیست در دالاس آمریکا و دانشگاه نانجینگ چین با انجام پژوهشی اعلام کردند که احتمالا این مسئله را حل کرده‌اند. آنها معتقدند پاسخ این مسئله به خصوصیت عجیبی بر می‌گردد که در پیوند هیدروژنی میان اتم‌های اکسیژن و هیدروژن در مولکول آب وجود دارد.

شبیه‌سازی مولکول آب نشان می‌دهد قدرت پیوند هیدروژنی در مولکول آب به نوع قرارگیری مولکول‌های همسایه آن بستگی دارد. در آب داغ، به‌دلیل بالابودن دما پیوند‌های هیدروژنی ضعیف شکسته ‌شده‌اند و گروه‌های مولکولی به‌وجود آمده‌اند که می‌توانند بلورهای یخ را شکل دهند. برای اینکه آب سرد به این مرحله برسد ابتدا باید این پیوندهای هیدروژنی ضعیف شکسته شوند. به‌بیان دیگر، درصد پیوندهای هیدروژنی قوی در آب داغ نسبت به آب سرد بیشتر است زیرا در آب داغ پیوندهای ضعیف قبلا شکسته ‌شده‌اند.

البته قبل‌از اینکه بتوانیم بگوییم این راه‌حل نهایی مسئله است باید عوامل دیگری را نیز مدنظر قرار دهیم و آزمایش‌های کنترل‌شده دیگری هم انجام دهیم، چون ممکن است عوامل دیگری مانند، سردکردن، همرفتی و تبخیر در این پدیده نقش داشته ‌باشند. برای قطعی‌شدن پاسخ این سوال باید منتظر پژوهش‌های آینده بود.

اشتراک گذاری در شبکه های اجتماعی

تلگرام گوگل پلاس لینکدین
به کانال تلگرام مجله دانشمند بپیوندید