Mpemba effekti

Mpemba effekti – isti suyun soyuq sudan daha tez donması prosesi. 1963-cü ildə tanzaniyalı şagird Erasto Mpemba tərəfindən kəşf edilmiş və onun şərəfinə adlandırılmışdır. Effektin yaranmasına bir neçə amil təsir göstərir.

 Kəşf 
1963-cü ildə tanzaniyalı şagird Erasto Mpemba və onun dostları məktəbdə dondurma istehsal etmək üçün qaynar süddə şəkəri həll etdilər. Əslində, Erasto soyuducuya qaynar südü qoymadan əvvəl gözləməli idi, ancaq tələsdi və Erastonun qaynar südü digərlərindən daha tez dondu.

Erasto müəlliminə baş verənləri izah etdi, lakin müəllimi ona inanmadı. Öz maraqlarından imtina etməyən Erasto təcrübələrini davam etdirdi. Fizika mövzusunda bir konfrans üçün məktəbi ziyarət edən professora "Nə üçün 35 °C və 100 °C su olan eyni qablardan isti su olan qab daha tez dondu?" deyə sual verdi. Fizika professoru Denis Ozborn ilk olaraq sualı anlamadı və Erastodan sualı təkrarlamasını istədi. Erasto təcrübəsini professora danışdı. Ozborn da bir sınaq etməyi qəbul etdi.

Denis Ozborn Dar əs Salam Universitetinə qayıtdıqdan sonra, gənc bir texnikdən ona bu mövzuda bir təcrübə etməsini istədi. Texnik isti suyun soyuqdan əvvəl donduğunu təsdiqlədi. İsti suyun donması ilə təəccüblənən texnik, təcrübəni dəfələrlə təkrarladı və eyni nəticəyə gəldi.

Təkrarlanan eksperimentlər Erasto Mpembanı haqlı çıxardı. Və Erasto ilə Ozborn bir məqalə yayımladı. Bu məqalənin yayımlanmasından bəri isti suyun donması Mpemba effekti kimi anılır.

Mpemba bu haqqda araşdırma edən tək insan deyildi. Aristotelin 2000 il bundan əvvəl eyni mövzunu araşdırdığı məlumdur. XVII əsrdə Frensis Bekon və Dekart da bu mövzuda eksperimentlər aparıblar.

 Səbəb 
Mpembanın təsirinə səbəb olan bir çox amil var. Yalnız bir amil və ya müxtəlif faktorların kombinasiyası Mpemba effektinin görünməsinə səbəb olur.
Mpeba effektinə səbəb olan amillərdən biri də maye kütləsidir. Məsələn, 30 °C və 70 °C tarazlıq temperaturlarında bərabər həcmli mayelər soyudulur və 70 °C su buxarlandığı üçün kütləsini itirir və digər mayedən daha tez donur.

Bundan əlavə, isti suyun buxarlanması zamanı itirilən buxarlanma istiliyi mayenin daha sürətlə sərinləşməsinə səbəb ola bilər. Lakin, bu istilik itkisi Mpemba effektini izah etmək üçün kifayət deyil.

Başqa bir səbəb isə suyun temperaturunun paylanması ilə yaranan konveksiyadır. Konveksiyada istilik keçirilməsi səbəbindən sabit 30 °C temperaturlarda 100 °C-dən 30 °C-dək fərqlənir. Suyun istilik səviyyəsinin fərqlənməsi suyun istilik dərəcəsini artıracaq təsirlərə səbəb olur.

Soyuq və isti su çılpaq gözdə eyni ola bilər, lakin müxtəlif miqdarda həll olunan qaz ehtiva edə bilər. İsti su soyuq suya nisbətən az həll olunan qazı ehtiva edir. Çıxarılan qazın miqdarı eksperimentlərdə istifadə olunan mayelərin əslində eyni olmadığını göstərir. Lakin, eyni miqdarda həll olunan qazı olan mayelərin istifadə edildiyi zaman Mpemba təsiri müşahidə edilə bilər.

2013-cü ildə nəşr olunan bir məqalə Mpemba effekti üçün fərqli bir perspektiv gətirdi. Bu yazıya görə, Mpemba effektinin səbəbi su molekulları arasında hidrogen rabitəsidir. Hidrogen rabitələri su molekullarını bir-birinə yaxınlaşdırır. Buna görə kovalent rabitə bir ox kimi uzanır və enerji yığır.

Suyun istiləşməyə başladığı zaman hidrogen rabitəsi uzanır və su molekullarının arası açılır. Nəticədə kovalent rabitə qısalır. Kovalent rabitələrin qısalması enerji itkisinə səbəb olur. Bu enerji itkisi suyun soyudulması zamanı baş verən enerji itkisi ilə eynidır. Deməli, isti suyun soyuq suya nisbətən tez donması kovalent rabitələrin qısalmasıdı.

 İstinadlar 

 Xarici keçidlər 

 Mpemba müsabiqəsi

Kateqoriya:Fizika paradoksları
Kateqoriya:Faza keçidləri
Kateqoriya:Fizikada həll olunmamış problemlər
Kateqoriya:Suyun fizikası
Kateqoriya:Termodinamika