PETA DIMENZIJA

MPEMBA (NE)ZAMRZAVA VODU

Pexels

I dalje zagonetka nauke: Da li se topla voda zamrzava brže od hladne?

Fenomen da se vruća voda smrzava brže od hladne zabeležio je još Aristotel, međutim brojni naučnici do danas nisu uspeli da ga objasne. Ali ne odustaju. U novijim istraživanjima naučnici su se fokusirali na svojstva vodonikovih veza kao moguće rešenje jedne od najstarijih misterija u fizici. I dok jedni pokušavaju, drugi tvrde da takozvani Mpemba efekat uopšte ne postoji.

Mpemba efekat većem broju ljudi postao je poznat u vreme Fransisa Bejkona i Renea Dekarta, a najviše se pričalo o njemu kada je 1960. godine ovaj fenomen otkrio dečak iz Tanzanije dok je pravio sladoled. Erasto Mpemba, po kom je fenomen i dobio ime, sa školskim drugovima često je pravio sladoled mešajući zagrejano mleko sa šećerom. Nakon toga bi prvo ostavljao mleko da se malo ohladi, a zatim ga stavljao u zamrzivač.

Međutim, jednog dana je bio nestrpljiv i stavio je u zamrzivač vruće mleko. Na iznenađenje svih prisutnih, njegov sladoled je prvi bio gotov. To ga je inspirisalo da, zajedno sa svojim profesorom fizike, 1960. godine, objavi rad na ovu temu. Iako je sam efekat priznat od fizičara, nikako nisu mogli da ga objasne. Zbog čega se vruća voda brže smrzava od hladne, čija je temperatura mnogo bliža tački smrzavanja?


Ernesto Mpemba
(Twitter)

Najčešća hipoteza jeste da vruća voda isparava i brže gubi masu. Ali pokušaj da to dokažu, stavljajući vruću vodu na zatvorena mesta gde nema isparenja, bio je neuspešan.

Kraljevsko društvo hemičara je čak 2012. godine raspisalo konkurs da neko od naučnika širom sveta pokušao da objasni ovaj slučaj. Na konkurs su pristigle 22.000 radova iz celog sveta, ali nijedan nije pružio celovito objašnjenje. Najčešća hipoteza jeste da vruća voda isparava i brže gubi masu. Ali pokušaj da to dokažu, stavljajući vruću vodu na zatvorena mesta gde nema isparenja, bio je neuspešan.

Druga hipoteza je da voda razvija konveksnu struju i da se temperatura niveliše dok se hladi. Brzo ohlađena čaša vruće vode će imati veću temperaturnu razliku i gubiće toplotu brže s površine, dok će čaša hladne vode imati manju temperaturnu razliku i time manju konvekciju koja bi ubrzala proces. No, ni ova hipoteza nije dokazana. Zagonetka ostaje – zagonetka.

Istraživači sa Sautern metodist univerziteta u Dalasu i Univerziteta Nanđing iz Kine smatraju da znaju rešenje – čudne veze između atoma vodonika i kiseonika u molekulima vode mogu biti ključ rešenja zagonetke. Simulacije klastera molekula vode pokazuju jačinu veza vodonika, koja zavisi od događaja u susednim molekulima vode. Kad se voda greje, slabije veze se prekidaju, a grupe molekula formiraju strukture koje mogu da se preoblikuju u kristalne strukture leda kao početne tačke leđenja.

Dakle, u vrućoj vodi je veći udeo jakih veza između vodonikovih atoma nego u hladnoj vodi, i zato se slabe veze lome kako temperatura raste. No, ovu hipotezu je potrebno i dokazati.

Da bi se hladna voda na ovaj način preoblikovala najpre se slabe veze među vodonikovim atomima moraju prekinuti, navodi Sputnjik”. Dakle, u vrućoj vodi je veći udeo jakih veza između vodonikovih atoma nego u hladnoj vodi, i zato se slabe veze lome kako temperatura raste. No, ovu hipotezu je potrebno i dokazati.

Naučni rad sa Imperijal koledža u Londonu je u središte stavio vreme potrebno toploj i hladnoj vodi da dosegnu tačku smrzavanja (0 stepeni Celzijusovih). Jedan od istraživača s projekta Henri Beridž tvrdi da, kakogod da postave eksperiment, ne pronalaze Mpemba efekat.

(Izvor B92)

O autoru

Stanko

Ostavite komentar