Sıcak Su , Soğuk Sudan Daha çabuk donabilirmi ? ( Mpemba etkisi )

       

     Sıcak su aslında çok çeşitli deney koşulları için soğuk sudan daha hızlı donabilir. Bu bilgi son derece doğru ve çoğu bilim adamı için bile şaşırtıcıdır.

   1960 yıllarda Bu bilgi Erasto Mpemba'nın azmi ile modern bilim camiasının dikkatine sunuldu ...

Tanzanya okul çocuğu hikayesi

     Erasto Mpemba 1950 yılında doğdu , Tanzanaylı bir bilim adamıdır .1960'lı yıllarda, 13 yaşındaki Erasto Mpemba Ortaokulunda dondurma yapıyordu. Dondurma sıcak olduğunda ve donmaya başladığında,  soğuk dondurmadan daha hızlı donduğunu fark etti. Fizik öğretmeni bu duruma inanmadı  , Bu bir gerçek değil bu olsa olsa  “Mpemba'nın fiziği” olur dedi. Ve bu durumu college üniversitesinde fizik dersi veren Dr Denis G. Osborne bildirdi,   Dr. Osborne bu durumu deneyler yaparak araştırma yaptı , Bu durumun doğruluğunu kanıtladı.  M.Ö 300 Aristoteles ve 1600 yıllarda Descartes gibi birçok bilim insanı da tarihte bu durumu raporlamışlardır

Erasto Mpemba öncesi konunun tarihçesi

M.Ö 300 Aristoteles
"Suyun daha önce ısıtılmış olması hızlı bir şekilde donmasına katkıda bulunur; bu nedenle daha erken soğur. Bu nedenle birçok insan, sıcak suyu hızla soğutmak istediklerinde, güneşe koyarak başlar."

Ortaçağ bilim adamları Aristoteles'in antiperistasis teorisine inanmış ve bunu açıklamaya çalışmışlardır. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, 1400'lerde bilim adamları nasıl çalıştığını açıklamakta zorlandılar

Descartes
Daha sonra, 1600'lerde, sıcak suyun soğuktan daha hızlı donacağı genel olarak biliniyordu. 1620'de  "Biraz ılık su oldukça soğuktan daha kolay donuyor" yazdı 

 
Bu olayın çözümlenmesi tam manası ile kanıtlanmış değildir  aşağıdaki bazı iddalar ortaya atılmıştır . 

 Bu olayın nasıl gerçekleştiğinin bir çok bilim adamı aşağıdaki sebeplerden oluştuğu teoremini ortaya atmıştır.

Bu İddalar :

• Buharlaşma
• Süper Soğutma
• Donma Yalıtım Etkisi
• Çözünmüş Gazlar
• Termal İletkenlik
• Kovelent Bağlar
• konveksiyon
• Çözünenler Kalsiyum Karbonat ve Megnezyum Karbonat diğerleri arasındaki etkileri
• Hidrojen Bağı
• Kristalizasyon
• Dağıtım fonksiyonu : Maxwell-Boltzmann dağılımından güçlü sapmalar, gazlarda potansiyel Mpemba etkisinin ortaya çıkmasına neden olur
• Işınım Etkisi

2012 yılında, Kraliyet Kimya Derneği Mpemba etkisine ilişkin açıklamalar sunan bildiriler için bir yarışma düzenledi.  22.000'den fazla kişi girdi ve Erasto Mpemba , Nikola Bregovic'i kazanan ilan etti. Bregovic etkinin konveksiyon olduğunu savundu.

Nikola sorunu çözmemişti ama zekice ve dikkatli bir şekilde yaklaşmış ve çabalarından dolayı takdir edilmiş ve tanınmıştı.

 Sorunun çözümünün su moleküllerinin bağında olduğunu söylediler. Bir su molekülü iki küçük hidrojen atomu ve büyük bir oksijen atomu içerir. Ancak daha fazla molekülle birlikte hidrojen bağının etkisi daha fazla hissedilir. Suyun hidrojen bağı nedeniyle, benzer moleküler yapıya sahip diğer sıvılara kıyasla daha yüksek bir kaynama sıcaklığına sahiptir.

 

2013 yılında Singapurlu bilim adamlarından Xi, bitkilerin kılcal damarlarından su üzerinde buharlaşma gerçekleştikçe su çekmesini kolaylaştıran hidrojen bağının su moleküllerini yakınlaştıran şey olduğunu öne sürdü. Moleküllerin gerilmesi, enerji depolayan bir kovalent O-H bağı oluşturur. Burada not edin; sıvı ısındıkça su daha az yoğundur, moleküller birbirinden daha geniş aralıklıdır.

Bu gerilmiş hidrojen bağı, daha daraltılmış ve gevşemiş bir kovalent bağlara yol açar ve bu da onların bir miktar enerji salmasını sağlar. Kovalent bağlar enerji verdiğinde, soğutma ile aynıdır. Teorik olarak, ılık su soğuk olandan daha hızlı soğur.

Soğuk ve sıcak su arasındaki hızlı soğuma süresi farklarını ortaya çıkaran önemli sayıda kovalent bağ gevşemesini gösteren bazı hesaplamalar vardır.

Çözüm için üretmek için hala ortaya tez ve hesaplamalar atılmaktadır.

Kaynakça

en.wikipedia.org

1.lsbu.ac.uk