आप पानी के बारे में क्या नहीं जानते थे। वीडियो: कौन सा पानी तेजी से जमता है - गर्म या ठंडा

21.11.2017 11.10.2018 एलेक्ज़ेंडर फ़िरत्सेव

« कौन सा पानी तेजी से ठंडा या गर्म जमता है?”- अपने दोस्तों से एक सवाल पूछने की कोशिश करें, सबसे अधिक संभावना है कि उनमें से अधिकांश इसका जवाब देंगे कि ठंडा पानी तेजी से जमता है - और गलती करें।

वास्तव में, यदि आप एक ही आकार और आयतन के दो बर्तन एक साथ फ्रीजर में रखते हैं, जिनमें से एक में ठंडा पानी होगा और दूसरे में गर्म, तो यह तेजी से जम जाएगा। गर्म पानी.

ऐसा बयान बेतुका और अनुचित लग सकता है। तार्किक रूप से, गर्म पानी को पहले ठंडे तापमान पर ठंडा करना चाहिए, और इस समय ठंडा पानी पहले से ही बर्फ में बदल जाना चाहिए।

तो जमने के रास्ते में गर्म पानी ठंडे पानी से आगे क्यों निकल जाता है? आइए इसे जानने की कोशिश करते हैं।

अवलोकन और अनुसंधान का इतिहास

लोगों ने प्राचीन काल से विरोधाभासी प्रभाव देखा है, लेकिन किसी ने भी इसे ज्यादा महत्व नहीं दिया। इसलिए ठंडे और गर्म पानी के जमने की दर में विसंगतियों को उनके नोट्स में एरेस्टोटेल, साथ ही रेने डेसकार्टेस और फ्रांसिस बेकन द्वारा नोट किया गया था। एक असामान्य घटना अक्सर रोजमर्रा की जिंदगी में ही प्रकट होती है।

लंबे समय तक, इस घटना का किसी भी तरह से अध्ययन नहीं किया गया था और वैज्ञानिकों के बीच ज्यादा दिलचस्पी पैदा नहीं हुई थी।

असामान्य प्रभाव का अध्ययन 1963 में शुरू हुआ, जब तंजानिया के एक जिज्ञासु छात्र, एरास्टो मपेम्बा ने देखा कि आइसक्रीम के लिए गर्म दूध ठंडे दूध की तुलना में तेजी से जमता है। असामान्य प्रभाव के कारणों की व्याख्या पाने की आशा में, युवक ने स्कूल में अपने भौतिकी शिक्षक से पूछा। हालाँकि, शिक्षक केवल उस पर हँसे।

बाद में, Mpemba ने प्रयोग दोहराया, लेकिन अपने प्रयोग में उन्होंने अब दूध नहीं, बल्कि पानी का उपयोग किया, और विरोधाभासी प्रभाव फिर से दोहराया गया।

छह साल बाद, 1969 में, Mpemba ने यह सवाल भौतिकी के प्रोफेसर डेनिस ओसबोर्न से पूछा, जो उनके स्कूल में आए थे। प्रोफेसर युवक के अवलोकन में रुचि रखते थे, परिणामस्वरूप, एक प्रयोग किया गया था जिसने प्रभाव की उपस्थिति की पुष्टि की, लेकिन इस घटना के कारणों को स्थापित नहीं किया गया था।

तब से, इस घटना को कहा जाता है Mpemba प्रभाव.

वैज्ञानिक टिप्पणियों के पूरे इतिहास में, घटना के कारणों के बारे में कई परिकल्पनाओं को सामने रखा गया है।

इसलिए 2012 में, ब्रिटिश रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री ने Mpemba प्रभाव की व्याख्या करने के लिए परिकल्पनाओं की एक प्रतियोगिता की घोषणा की। प्रतियोगिता में दुनिया भर के वैज्ञानिकों ने भाग लिया, कुल 22,000 पंजीकृत थे वैज्ञानिक कार्य. इतनी प्रभावशाली संख्या में लेखों के बावजूद, उनमें से किसी ने भी Mpemba विरोधाभास को स्पष्ट नहीं किया।

सबसे आम संस्करण था जिसके अनुसार, गर्म पानी तेजी से जम जाता है, क्योंकि यह बस तेजी से वाष्पित हो जाता है, इसकी मात्रा कम हो जाती है, और जैसे-जैसे मात्रा घटती जाती है, इसकी शीतलन दर बढ़ती जाती है। सबसे आम संस्करण को अंततः एक प्रयोग के रूप में खारिज कर दिया गया था जिसमें वाष्पीकरण को बाहर रखा गया था, लेकिन फिर भी प्रभाव की पुष्टि की गई थी।

अन्य वैज्ञानिकों का मानना था कि Mpemba प्रभाव का कारण पानी में घुली गैसों का वाष्पीकरण है। उनकी राय में, हीटिंग प्रक्रिया के दौरान, पानी में घुलने वाली गैसें वाष्पित हो जाती हैं, जिसके कारण यह अधिक हो जाती है उच्च घनत्वठंड से। जैसा कि ज्ञात है, घनत्व में वृद्धि से परिवर्तन होता है भौतिक गुणपानी (तापीय चालकता में वृद्धि), और इसलिए शीतलन दर में वृद्धि।

इसके अलावा, कई परिकल्पनाओं को सामने रखा गया है जो तापमान के एक कार्य के रूप में पानी के संचलन की दर का वर्णन करती हैं। कई अध्ययनों में, कंटेनरों की सामग्री के बीच संबंध स्थापित करने का प्रयास किया गया था जिसमें तरल स्थित था। कई सिद्धांत बहुत प्रशंसनीय लग रहे थे, लेकिन प्रारंभिक डेटा की कमी, अन्य प्रयोगों में विरोधाभासों या इस तथ्य के कारण वैज्ञानिक रूप से पुष्टि नहीं की जा सकी कि पहचाने गए कारक पानी के ठंडा होने की दर के साथ तुलनीय नहीं थे। कुछ वैज्ञानिकों ने अपने कार्यों में प्रभाव के अस्तित्व पर सवाल उठाया।

2013 में, के शोधकर्ता तकनीकी विश्वविद्यालयसिंगापुर में नानयांग ने Mpemba प्रभाव के रहस्य को सुलझाने का दावा किया है। उनके अध्ययन के अनुसार, घटना का कारण यह है कि ठंडे और गर्म पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड में संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा में काफी अंतर होता है।

कंप्यूटर सिमुलेशन विधियों ने निम्नलिखित परिणाम दिखाए हैं: पानी का तापमान जितना अधिक होता है, अणुओं के बीच की दूरी उतनी ही अधिक होती है क्योंकि प्रतिकारक बल बढ़ते हैं। और फलस्वरूप, अणुओं के हाइड्रोजन बंध खिंच जाते हैं, संचित हो जाते हैं बड़ी मात्राऊर्जा। ठंडा होने पर, अणु एक दूसरे के पास जाने लगते हैं, हाइड्रोजन बांड से ऊर्जा छोड़ते हैं। इस मामले में, ऊर्जा की रिहाई तापमान में कमी के साथ होती है।

अक्टूबर 2017 में, स्पेनिश भौतिकविदों ने एक अन्य अध्ययन के दौरान पाया कि यह संतुलन से पदार्थ को हटाने (मजबूत शीतलन से पहले मजबूत हीटिंग) है जो प्रभाव के गठन में एक बड़ी भूमिका निभाता है। उन्होंने उन स्थितियों को निर्धारित किया जिनके तहत प्रभाव की संभावना अधिकतम है। इसके अलावा, स्पेन के वैज्ञानिकों ने रिवर्स Mpemba प्रभाव के अस्तित्व की पुष्टि की है। उन्होंने पाया कि गर्म होने पर, ठंडा नमूना गर्म तापमान की तुलना में उच्च तापमान तक तेजी से पहुंच सकता है।

संपूर्ण जानकारी और कई प्रयोगों के बावजूद, वैज्ञानिक प्रभाव का अध्ययन जारी रखने का इरादा रखते हैं।

वास्तविक जीवन में Mpemba प्रभाव

क्या आपने कभी सोचा है कि सर्दियों में बर्फ की रिंक क्यों भर जाती है? गर्म पानीऔर ठंडा नहीं? जैसा कि आप पहले ही समझ चुके हैं, वे ऐसा इसलिए करते हैं क्योंकि गर्म पानी से भरा स्केटिंग रिंक ठंडे पानी से भरे होने की तुलना में तेजी से जम जाएगा। इसी कारण से, सर्दियों के बर्फीले शहरों में गर्म पानी के साथ स्लाइड डाली जाती है।

इस प्रकार, घटना के अस्तित्व के बारे में ज्ञान लोगों को शीतकालीन खेलों के लिए साइट तैयार करते समय समय बचाने की अनुमति देता है।

इसके अलावा, कभी-कभी उद्योग में Mpemba प्रभाव का उपयोग किया जाता है - उत्पादों, पदार्थों और पानी युक्त सामग्री के ठंड के समय को कम करने के लिए।

कौन सा पानी तेजी से जमता है, गर्म या ठंडा, कई कारकों से प्रभावित होता है, लेकिन सवाल खुद थोड़ा अजीब लगता है। यह निहित है, और यह भौतिकी से जाना जाता है, कि गर्म पानी को अभी भी बर्फ में बदलने के लिए तुलनीय ठंडे पानी के तापमान को ठंडा करने के लिए समय चाहिए। ठंडा पानी इस चरण को छोड़ सकता है, और तदनुसार, यह समय पर जीत जाता है।

लेकिन इस सवाल का जवाब कि कौन सा पानी तेजी से जमता है - ठंडा या गर्म - ठंढ में सड़क पर, उत्तरी अक्षांश का कोई भी निवासी जानता है। वास्तव में, वैज्ञानिक रूप से, यह पता चला है कि किसी भी मामले में, ठंडे पानी को बस तेजी से जमना पड़ता है।

तो क्या भौतिकी के शिक्षक, जिन्हें 1963 में स्कूली छात्र एरास्टो मपेम्बा ने संपर्क किया था, यह समझाने के अनुरोध के साथ कि भविष्य की आइसक्रीम का ठंडा मिश्रण एक समान, लेकिन गर्म से अधिक समय तक क्यों जमता है।

"यह विश्व भौतिकी नहीं है, बल्कि किसी प्रकार का Mpemba भौतिकी है"

उस समय, शिक्षक केवल इस पर हंसते थे, लेकिन भौतिकी के प्रोफेसर डेनिस ओसबोर्न, जो एक समय में उसी स्कूल में जाते थे जहां एरास्टो ने अध्ययन किया था, प्रयोगात्मक रूप से इस तरह के प्रभाव के अस्तित्व की पुष्टि की, हालांकि इसके लिए कोई स्पष्टीकरण नहीं था। . 1969 में एक लोकप्रिय वैज्ञानिक पत्रिका ने दो व्यक्तियों द्वारा एक संयुक्त लेख प्रकाशित किया जिन्होंने इस अजीबोगरीब प्रभाव का वर्णन किया।

तब से, जिस सवाल का पानी तेजी से जमता है - गर्म या ठंडा, उसका अपना नाम है - प्रभाव, या विरोधाभास, Mpemba।

यह सवाल काफी समय से चल रहा है

स्वाभाविक रूप से, ऐसी घटना पहले भी हुई है, और अन्य वैज्ञानिकों के कार्यों में इसका उल्लेख किया गया था। इस सवाल में न केवल स्कूली बच्चे की दिलचस्पी थी, बल्कि रेने डेसकार्टेस और यहां तक कि अरस्तू ने भी एक समय इसके बारे में सोचा था।

यहाँ इस विरोधाभास को हल करने के लिए केवल दृष्टिकोण हैं जो बीसवीं शताब्दी के अंत में ही देखने लगे।

एक विरोधाभास होने की शर्तें

आइसक्रीम की तरह, यह केवल साधारण पानी नहीं है जो प्रयोग के दौरान जम जाता है। यह बहस शुरू करने के लिए कुछ शर्तें मौजूद होनी चाहिए कि कौन सा पानी तेजी से जमता है - ठंडा या गर्म। इस प्रक्रिया को क्या प्रभावित करता है?

अब, 21वीं सदी में, कई विकल्प सामने रखे गए हैं जो इस विरोधाभास की व्याख्या कर सकते हैं। कौन सा पानी तेजी से जमता है, गर्म या ठंडा, यह इस बात पर निर्भर हो सकता है कि ठंडे पानी की तुलना में इसकी वाष्पीकरण दर अधिक होती है। इस प्रकार, इसकी मात्रा कम हो जाती है, और मात्रा में कमी के साथ, यदि हम ठंडे पानी की समान प्रारंभिक मात्रा लेते हैं, तो ठंड का समय कम हो जाता है।

फ्रीजर लंबे समय से डीफ़्रॉस्ट किया गया है

कौन सा पानी तेजी से जमता है, और ऐसा क्यों करता है, यह बर्फ की परत से प्रभावित हो सकता है जो प्रयोग के लिए उपयोग किए जाने वाले रेफ्रिजरेटर के फ्रीजर में मौजूद हो सकता है। यदि आप दो कंटेनर लेते हैं जो मात्रा में समान हैं, लेकिन उनमें से एक में गर्म पानी और दूसरा ठंडा पानी होगा, तो गर्म पानी वाला कंटेनर उसके नीचे की बर्फ को पिघला देगा, जिससे रेफ्रिजरेटर की दीवार के साथ थर्मल स्तर के संपर्क में सुधार होगा। कंटेनर के साथ ठंडा पानीयह नहीं कर सकता। यदि रेफ्रिजरेटर में बर्फ के साथ ऐसा कोई अस्तर नहीं है, तो ठंडे पानी को तेजी से जमना चाहिए।

ऊपर से नीचे

साथ ही, जिस परिघटना से पानी तेजी से जमता है - गर्म या ठंडा, उसे इस प्रकार समझाया गया है। कुछ नियमों का पालन करते हुए, ऊपरी परतों से ठंडा पानी जमने लगता है, जब गर्म पानी इसे दूसरी तरफ से करता है - यह नीचे से ऊपर तक जमने लगता है। यह पता चला है कि ठंडा पानी, कुछ स्थानों पर पहले से ही बर्फ के साथ एक ठंडी परत के साथ, इस प्रकार संवहन और थर्मल विकिरण की प्रक्रियाओं को बाधित करता है, जिससे यह समझा जाता है कि कौन सा पानी तेजी से जमता है - ठंडा या गर्म। शौकिया प्रयोगों की एक तस्वीर संलग्न है, और यहाँ यह स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा है।

गर्मी बाहर जाती है, ऊपर की ओर झुकती है, और वहाँ यह एक बहुत ही ठंडी परत से मिलती है। गर्मी विकिरण के लिए कोई मुक्त मार्ग नहीं है, इसलिए शीतलन प्रक्रिया कठिन हो जाती है। गर्म पानी के रास्ते में ऐसी कोई बाधा नहीं है। जो तेजी से जमता है - ठंडा या गर्म, जिस पर संभावित परिणाम निर्भर करता है, आप यह कहकर उत्तर का विस्तार कर सकते हैं कि किसी भी पानी में कुछ पदार्थ घुले होते हैं।

परिणाम को प्रभावित करने वाले कारक के रूप में पानी की संरचना में अशुद्धियाँ

यदि आप धोखा नहीं देते हैं और उसी संरचना वाले पानी का उपयोग करते हैं, जहां कुछ पदार्थों की सांद्रता समान होती है, तो ठंडे पानी को तेजी से जमना चाहिए। लेकिन अगर भंग होने पर कोई स्थिति उत्पन्न होती है रासायनिक तत्वकेवल गर्म पानी में उपलब्ध है, जबकि ठंडे पानी में नहीं है, तो गर्म पानी के पहले जमने की संभावना है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि पानी में घुले हुए पदार्थ क्रिस्टलीकरण के केंद्र बनाते हैं, और इन केंद्रों की एक छोटी संख्या के साथ, पानी को ठोस अवस्था में बदलना मुश्किल है। पानी का सुपरकूलिंग भी इस अर्थ में संभव है कि शून्य से नीचे के तापमान पर यह तरल अवस्था में होगा।

लेकिन ये सभी संस्करण, जाहिरा तौर पर, अंत तक वैज्ञानिकों के अनुकूल नहीं थे, और उन्होंने इस मुद्दे पर काम करना जारी रखा। 2013 में, सिंगापुर में शोधकर्ताओं की एक टीम ने कहा कि उन्होंने सदियों पुराने रहस्य को सुलझा लिया है।

चीनी वैज्ञानिकों के एक समूह का दावा है कि इस प्रभाव का रहस्य पानी के अणुओं के बीच उसके बंधनों में जमा ऊर्जा की मात्रा में निहित है, जिसे हाइड्रोजन बांड कहा जाता है।

चीनी वैज्ञानिकों का जवाब

आगे की जानकारी का पालन करेंगे, जिसे समझने के लिए रसायन विज्ञान में कुछ ज्ञान होना आवश्यक है ताकि यह पता लगाया जा सके कि कौन सा पानी तेजी से जमता है - गर्म या ठंडा। जैसा कि आप जानते हैं, इसमें दो H (हाइड्रोजन) परमाणु और एक O (ऑक्सीजन) परमाणु सहसंयोजक बंधों से जुड़े होते हैं।

लेकिन एक अणु के हाइड्रोजन परमाणु भी पड़ोसी अणुओं, उनके ऑक्सीजन घटक की ओर आकर्षित होते हैं। इन बंधों को हाइड्रोजन बंध कहते हैं।

साथ ही, यह याद रखने योग्य है कि उसी समय, पानी के अणु एक दूसरे पर प्रतिकारक रूप से कार्य करते हैं। वैज्ञानिकों ने नोट किया कि जब पानी को गर्म किया जाता है, तो उसके अणुओं के बीच की दूरी बढ़ जाती है, और यह प्रतिकारक शक्तियों द्वारा सुगम होता है। यह पता चला है कि ठंडे राज्य में अणुओं के बीच एक दूरी पर कब्जा कर रहा है, कोई कह सकता है कि वे खिंचाव करते हैं, और उनके पास ऊर्जा की एक बड़ी आपूर्ति होती है। यह ऊर्जा आरक्षित है जो तब मुक्त होती है जब पानी के अणु एक दूसरे के पास आने लगते हैं, अर्थात शीतलन होता है। यह पता चला है कि गर्म पानी में ऊर्जा की एक बड़ी आपूर्ति, और उप-शून्य तापमान पर ठंडा होने पर इसकी अधिक रिहाई, ठंडे पानी की तुलना में तेजी से होती है, जिसमें ऐसी ऊर्जा की आपूर्ति कम होती है। तो कौन सा पानी तेजी से जमता है - ठंडा या गर्म? सड़क पर और प्रयोगशाला में, Mpemba विरोधाभास होना चाहिए, और गर्म पानी तेजी से बर्फ में बदल जाना चाहिए।

लेकिन सवाल अभी भी खुला है

इस सुराग की केवल सैद्धांतिक पुष्टि है - यह सब सुंदर सूत्रों में लिखा गया है और प्रशंसनीय लगता है। लेकिन जब प्रायोगिक डेटा, जो पानी तेजी से जमता है - गर्म या ठंडा, व्यावहारिक अर्थों में रखा जाएगा, और उनके परिणाम प्रस्तुत किए जाएंगे, तो मेम्पेबा विरोधाभास बंद होने के प्रश्न पर विचार करना संभव होगा।

Mpemba प्रभाव(एमपेम्बा विरोधाभास) - एक विरोधाभास जो बताता है कि कुछ शर्तों के तहत गर्म पानी ठंडे पानी की तुलना में तेजी से जमता है, हालांकि इसे ठंड की प्रक्रिया में ठंडे पानी के तापमान को पार करना होगा। यह विरोधाभास एक प्रायोगिक तथ्य है जो सामान्य विचारों का खंडन करता है, जिसके अनुसार, समान परिस्थितियों में, एक गर्म शरीर को एक निश्चित तापमान तक ठंडा होने के लिए एक ठंडे शरीर की तुलना में एक ही तापमान पर ठंडा होने के लिए अधिक समय की आवश्यकता होती है।

इस घटना को उस समय अरस्तू, फ्रांसिस बेकन और रेने डेसकार्टेस द्वारा देखा गया था, लेकिन केवल 1963 में, तंजानिया के स्कूली छात्र एरास्टो मपेम्बा ने पाया कि एक गर्म आइसक्रीम का मिश्रण ठंडे की तुलना में तेजी से जमता है।

Magamba . के एक छात्र के रूप में उच्च विद्यालयतंजानिया में, एरास्टो मपेम्बा ने किया व्यावहारिक कार्यपाक कला में। उसे घर की बनी आइसक्रीम बनानी थी - दूध उबालें, उसमें चीनी घोलें, उसे कमरे के तापमान पर ठंडा करें और फिर उसे जमने के लिए फ्रिज में रख दें। जाहिरा तौर पर, Mpemba एक विशेष रूप से मेहनती छात्र नहीं था और असाइनमेंट के पहले भाग में विलंबित था। इस डर से कि पाठ के अंत तक वह समय पर नहीं पहुंचेगा, उसने अभी भी गर्म दूध को फ्रिज में रख दिया। उनके आश्चर्य के लिए, यह उनके साथियों के दूध से भी पहले जम गया, जो एक दी गई तकनीक के अनुसार तैयार किया गया था।

उसके बाद, Mpemba ने न केवल दूध के साथ, बल्कि सादे पानी के साथ भी प्रयोग किया। किसी भी मामले में, पहले से ही मकवावा हाई स्कूल में एक छात्र होने के नाते, उन्होंने डार एस सलाम (स्कूल के निदेशक द्वारा छात्रों को भौतिकी पर व्याख्यान देने के लिए आमंत्रित) में यूनिवर्सिटी कॉलेज के प्रोफेसर डेनिस ओसबोर्न से पानी के बारे में पूछा: "यदि आप लेते हैं पानी की समान मात्रा के साथ दो समान कंटेनर ताकि उनमें से एक में पानी का तापमान 35 डिग्री सेल्सियस हो, और दूसरे में - 100 डिग्री सेल्सियस, और उन्हें फ्रीजर में रख दें, फिर दूसरे में पानी तेजी से जम जाएगा। क्यों? ओसबोर्न को इस मुद्दे में दिलचस्पी हो गई और जल्द ही 1969 में, Mpemba के साथ, उन्होंने "भौतिकी शिक्षा" पत्रिका में अपने प्रयोगों के परिणाम प्रकाशित किए। तब से, उन्होंने जो प्रभाव खोजा उसे कहा जाता है Mpemba प्रभाव.

अब तक, कोई नहीं जानता कि इस अजीब प्रभाव को कैसे समझाया जाए। वैज्ञानिकों के पास एक भी संस्करण नहीं है, हालांकि कई हैं। यह सब गर्म और ठंडे पानी के गुणों में अंतर के बारे में है, लेकिन यह अभी तक स्पष्ट नहीं है कि इस मामले में कौन से गुण भूमिका निभाते हैं: सुपरकूलिंग, वाष्पीकरण, बर्फ गठन, संवहन, या पानी पर तरलीकृत गैसों के प्रभाव में अंतर विभिन्न तापमान।

Mpemba प्रभाव का विरोधाभास वह समय है जिसके दौरान शरीर तापमान तक ठंडा हो जाता है वातावरण, इस शरीर और पर्यावरण के बीच तापमान के अंतर के समानुपाती होना चाहिए। यह नियम न्यूटन द्वारा स्थापित किया गया था और तब से व्यवहार में कई बार इसकी पुष्टि की गई है। उसी प्रभाव में, 100 डिग्री सेल्सियस पर पानी 35 डिग्री सेल्सियस पर पानी की समान मात्रा की तुलना में 0 डिग्री सेल्सियस तक तेजी से ठंडा हो जाता है।

हालाँकि, यह अभी तक एक विरोधाभास नहीं दर्शाता है, क्योंकि Mpemba प्रभाव को के संदर्भ में भी समझाया जा सकता है प्रसिद्ध भौतिकी. यहाँ Mpemba प्रभाव के लिए कुछ स्पष्टीकरण दिए गए हैं:

वाष्पीकरण

गर्म पानी कंटेनर से तेजी से वाष्पित हो जाता है, जिससे इसकी मात्रा कम हो जाती है, और समान तापमान वाले पानी की थोड़ी मात्रा तेजी से जम जाती है। 100 C तक गर्म किया गया पानी 0 C तक ठंडा होने पर अपने द्रव्यमान का 16% खो देता है।

वाष्पीकरण प्रभाव - दोहरा प्रभाव. सबसे पहले, ठंडा करने के लिए आवश्यक पानी का द्रव्यमान कम किया जाता है। और दूसरी बात, तापमान कम हो जाता है क्योंकि पानी के चरण से वाष्प चरण में संक्रमण के वाष्पीकरण की गर्मी कम हो जाती है।

तापमान अंतराल

इस तथ्य के कारण कि गर्म पानी और ठंडी हवा के बीच तापमान का अंतर अधिक होता है - इसलिए इस मामले में गर्मी का आदान-प्रदान अधिक तीव्र होता है और गर्म पानी तेजी से ठंडा होता है।

अल्प तपावस्था

जब पानी को 0C से नीचे ठंडा किया जाता है, तो यह हमेशा जमता नहीं है। कुछ शर्तों के तहत, यह हिमांक बिंदु से नीचे के तापमान पर तरल बने रहने के दौरान सुपरकूलिंग से गुजर सकता है। कुछ मामलों में, पानी -20 डिग्री सेल्सियस पर भी तरल रह सकता है।

इस प्रभाव का कारण यह है कि पहले बर्फ के क्रिस्टल बनने के लिए क्रिस्टल बनने के केंद्रों की आवश्यकता होती है। यदि वे तरल पानी में नहीं हैं, तो सुपरकूलिंग तब तक जारी रहेगी जब तक कि तापमान इतना कम न हो जाए कि क्रिस्टल अनायास बनने लगें। जब वे सुपरकूल्ड तरल में बनना शुरू करते हैं, तो वे तेजी से बढ़ना शुरू कर देंगे, जिससे एक बर्फ का टुकड़ा बन जाएगा जो बर्फ बनाने के लिए जम जाएगा।

गर्म पानी हाइपोथर्मिया के लिए सबसे अधिक अतिसंवेदनशील होता है क्योंकि इसे गर्म करने से घुली हुई गैसें और बुलबुले समाप्त हो जाते हैं, जो बदले में बर्फ के क्रिस्टल के निर्माण के लिए केंद्र के रूप में काम कर सकते हैं।

हाइपोथर्मिया गर्म पानी को तेजी से जमने का कारण क्यों बनता है? ठंडे पानी के मामले में, जो सुपरकूल्ड नहीं है, निम्नलिखित होता है। ऐसे में बर्तन की सतह पर बर्फ की एक पतली परत बन जाएगी। बर्फ की यह परत पानी और ठंडी हवा के बीच एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करेगी और आगे वाष्पीकरण को रोकेगी। इस स्थिति में बर्फ के क्रिस्टल बनने की दर कम होगी। गर्म पानी के उप-शीतलन के मामले में, उप-ठंडा पानी में बर्फ की सुरक्षात्मक सतह परत नहीं होती है। इसलिए, खुले शीर्ष के माध्यम से यह बहुत तेजी से गर्मी खो देता है।

जब सुपरकूलिंग प्रक्रिया समाप्त हो जाती है और पानी जम जाता है, तो बहुत अधिक गर्मी खो जाती है और इसलिए अधिक बर्फ बनती है।

इस आशय के कई शोधकर्ता हाइपोथर्मिया को Mpemba प्रभाव के मामले में मुख्य कारक मानते हैं।

कंवेक्शन

ठंडा पानी ऊपर से जमने लगता है, जिससे गर्मी विकिरण और संवहन की प्रक्रिया बिगड़ जाती है, और इसलिए गर्मी का नुकसान होता है, जबकि गर्म पानी नीचे से जमने लगता है।

इस प्रभाव को पानी के घनत्व में एक विसंगति द्वारा समझाया गया है। पानी का अधिकतम घनत्व 4 C होता है। यदि आप पानी को 4 C तक ठंडा करते हैं और इसे कम तापमान पर रखते हैं, तो पानी की सतह की परत तेजी से जम जाएगी। चूँकि यह पानी 4°C पर पानी की तुलना में कम घना होता है, यह सतह पर रहेगा, जिससे एक पतली ठंडी परत बन जाएगी। इन परिस्थितियों में पानी की सतह पर थोड़े समय के लिए बर्फ की एक पतली परत बनेगी, लेकिन बर्फ की यह परत पानी की निचली परतों की रक्षा करने वाले एक इन्सुलेटर के रूप में काम करेगी, जो 4 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर रहेगी। इसलिए , आगे शीतलन धीमा होगा।

गर्म पानी के मामले में, स्थिति बिल्कुल अलग है। पानी की सतह परत वाष्पीकरण के कारण अधिक तेजी से ठंडी होगी और अधिक अंतरतापमान। इसके अलावा, ठंडे पानी की परतें गर्म पानी की परतों की तुलना में घनी होती हैं, इसलिए ठंडे पानी की परत नीचे की ओर उठती है और परत को ऊपर उठाती है। गर्म पानीज़मीनी स्तर पर। पानी का यह संचलन तापमान में तेजी से गिरावट सुनिश्चित करता है।

लेकिन यह प्रक्रिया संतुलन बिंदु तक क्यों नहीं पहुंच पाती है? संवहन के इस दृष्टिकोण से Mpemba प्रभाव की व्याख्या करने के लिए, यह मान लेना आवश्यक होगा कि पानी की ठंडी और गर्म परतें अलग हो जाती हैं और औसत पानी का तापमान 4 C से नीचे जाने के बाद भी संवहन प्रक्रिया जारी रहती है।

हालाँकि, इस परिकल्पना का समर्थन करने के लिए कोई प्रायोगिक प्रमाण नहीं है कि पानी की ठंडी और गर्म परतें संवहन द्वारा अलग हो जाती हैं।

पानी में घुली गैसें

पानी में हमेशा घुली हुई गैसें होती हैं - ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड। इन गैसों में पानी के हिमांक को कम करने की क्षमता होती है। जब पानी को गर्म किया जाता है, तो ये गैसें पानी से निकल जाती हैं क्योंकि उच्च तापमान पर पानी में इनकी घुलनशीलता कम होती है। इसलिए, जब गर्म पानी को ठंडा किया जाता है, तो उसमें हमेशा बिना गर्म किए ठंडे पानी की तुलना में कम घुलने वाली गैसें होती हैं। इसलिए, गर्म पानी का हिमांक अधिक होता है और यह तेजी से जम जाता है। इस कारक को कभी-कभी Mpemba प्रभाव की व्याख्या करने में मुख्य माना जाता है, हालांकि इस तथ्य की पुष्टि करने वाले कोई प्रयोगात्मक डेटा नहीं हैं।

ऊष्मीय चालकता

जब पानी छोटे कंटेनरों में रेफ्रिजरेटर फ्रीजर में रखा जाता है तो यह तंत्र महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। इन परिस्थितियों में, यह देखा गया है कि गर्म पानी वाला कंटेनर नीचे फ्रीजर की बर्फ को पिघला देता है, जिससे फ्रीजर की दीवार और तापीय चालकता के साथ थर्मल संपर्क में सुधार होता है। नतीजतन, ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी के कंटेनर से गर्मी तेजी से निकल जाती है। बदले में, ठंडे पानी वाला कंटेनर इसके नीचे बर्फ नहीं पिघलाता है।

इन सभी (साथ ही अन्य) स्थितियों का कई प्रयोगों में अध्ययन किया गया है, लेकिन इस सवाल का एक स्पष्ट जवाब - उनमें से कौन Mpemba प्रभाव का 100% प्रजनन प्रदान करता है - प्राप्त नहीं हुआ है।

इसलिए, उदाहरण के लिए, 1995 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी डेविड ऑरबैक ने इस प्रभाव पर पानी के सुपरकूलिंग के प्रभाव का अध्ययन किया। उन्होंने पाया कि गर्म पानी, सुपरकूल्ड अवस्था में पहुँचकर, ठंडे पानी की तुलना में अधिक तापमान पर जम जाता है, और इसलिए बाद वाले की तुलना में तेज़ होता है। लेकिन ठंडा पानी गर्म पानी की तुलना में सुपरकूल्ड अवस्था में तेजी से पहुंचता है, जिससे पिछले अंतराल की भरपाई हो जाती है।

इसके अलावा, Auerbach के परिणामों ने पहले के आंकड़ों का खंडन किया कि गर्म पानी कम क्रिस्टलीकरण केंद्रों के कारण अधिक सुपरकूलिंग प्राप्त करने में सक्षम है। जब पानी को गर्म किया जाता है तो उसमें घुली हुई गैसें उसमें से निकल जाती हैं और जब इसे उबाला जाता है तो इसमें घुले कुछ लवण अवक्षेपित हो जाते हैं।

अब तक, केवल एक ही बात पर जोर दिया जा सकता है - इस प्रभाव का पुनरुत्पादन अनिवार्य रूप से उन परिस्थितियों पर निर्भर करता है जिनके तहत प्रयोग किया जाता है। ठीक है क्योंकि यह हमेशा पुन: उत्पन्न नहीं होता है।

ओ वी मोसिन

साहित्यिकसूत्रों का कहना है:

"ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी तेजी से जमता है। ऐसा क्यों करता है?", द एमेच्योर साइंटिस्ट, साइंटिफिक अमेरिकन, वॉल्यूम में जेरल वॉकर। 237, नहीं। 3, पीपी. 246-257; सितंबर, 1977.

"द फ्रीजिंग ऑफ हॉट एंड कोल्ड वाटर", G।एस। अमेरिकन जर्नल ऑफ फिजिक्स, वॉल्यूम में केल। 37, नहीं। 5, पीपी. 564-565; मई 1969.

"सुपरकूलिंग और यहएमपेम्बा इफेक्ट", डेविड ऑरबैक, अमेरिकन जर्नल ऑफ फिजिक्स में, वॉल्यूम 63, नंबर 10, पीपी 882-885; अक्टूबर, 1995।

"द मेम्पेबा इफेक्ट: द फ्रीजिंग टाइम्स ऑफ हॉट एंड कोल्ड वॉटर", चार्ल्स ए नाइट, अमेरिकन जर्नल ऑफ फिजिक्स, वॉल्यूम में। 64, नहीं। 5, पृष्ठ 524; मई, 1996.

Mpemba प्रभाव(एमपेम्बा का विरोधाभास) एक विरोधाभास है जो बताता है कि कुछ शर्तों के तहत गर्म पानी ठंडे पानी की तुलना में तेजी से जमता है, हालांकि इसे ठंड की प्रक्रिया में ठंडे पानी के तापमान को पार करना होगा। यह विरोधाभास एक प्रायोगिक तथ्य है जो सामान्य विचारों का खंडन करता है, जिसके अनुसार, समान परिस्थितियों में, एक गर्म शरीर को एक निश्चित तापमान तक ठंडा होने के लिए एक ठंडे शरीर की तुलना में एक ही तापमान पर ठंडा होने के लिए अधिक समय की आवश्यकता होती है।

एरास्टो मपेम्बा तंजानिया के मैगम्बिन हाई स्कूल में खाना पकाने का व्यावहारिक काम करने वाला छात्र था। उसे घर की बनी आइसक्रीम बनानी थी - दूध उबालें, उसमें चीनी घोलें, उसे कमरे के तापमान पर ठंडा करें और फिर उसे जमने के लिए फ्रिज में रख दें। जाहिरा तौर पर, Mpemba एक विशेष रूप से मेहनती छात्र नहीं था और असाइनमेंट के पहले भाग में विलंबित था। इस डर से कि पाठ के अंत तक वह समय पर नहीं पहुंचेगा, उसने अभी भी गर्म दूध को फ्रिज में रख दिया। उनके आश्चर्य के लिए, यह उनके साथियों के दूध से भी पहले जम गया, जो एक दी गई तकनीक के अनुसार तैयार किया गया था।

Mpemba प्रभाव का विरोधाभास यह है कि जिस समय के दौरान शरीर परिवेश के तापमान तक ठंडा हो जाता है, वह इस शरीर और पर्यावरण के बीच तापमान अंतर के समानुपाती होना चाहिए। यह नियम न्यूटन द्वारा स्थापित किया गया था और तब से व्यवहार में कई बार इसकी पुष्टि की गई है। उसी प्रभाव में, 100 डिग्री सेल्सियस पर पानी 35 डिग्री सेल्सियस पर पानी की समान मात्रा की तुलना में 0 डिग्री सेल्सियस तक तेजी से ठंडा हो जाता है।

हालाँकि, यह अभी तक एक विरोधाभास नहीं दर्शाता है, क्योंकि Mpemba प्रभाव को ज्ञात भौतिकी के भीतर भी समझाया जा सकता है। यहाँ Mpemba प्रभाव के लिए कुछ स्पष्टीकरण दिए गए हैं:

वाष्पीकरण

वाष्पीकरण प्रभाव दोहरा प्रभाव है। सबसे पहले, ठंडा करने के लिए आवश्यक पानी का द्रव्यमान कम किया जाता है। और दूसरी बात, तापमान कम हो जाता है क्योंकि पानी के चरण से वाष्प चरण में संक्रमण के वाष्पीकरण की गर्मी कम हो जाती है।

तापमान अंतराल

अल्प तपावस्था

कंवेक्शन

गर्म पानी के मामले में, स्थिति बिल्कुल अलग है। वाष्पीकरण और अधिक तापमान अंतर के कारण पानी की सतह की परत अधिक तेज़ी से ठंडी होगी। इसके अलावा, ठंडे पानी की परतें गर्म पानी की परतों की तुलना में घनी होती हैं, इसलिए ठंडे पानी की परत नीचे गिर जाएगी, जिससे गर्म पानी की परत सतह पर आ जाएगी। पानी का यह संचलन तापमान में तेजी से गिरावट सुनिश्चित करता है।

पानी में घुली गैसें

ऊष्मीय चालकता

Mpemba प्रभाव या गर्म पानी ठंडे पानी की तुलना में तेजी से क्यों जमता है? Mpemba Effect (Mpemba Paradox) एक विरोधाभास है जो बताता है कि कुछ शर्तों के तहत गर्म पानी ठंडे पानी की तुलना में तेजी से जमता है, हालांकि इसे ठंड की प्रक्रिया में ठंडे पानी के तापमान को पार करना होगा। यह विरोधाभास एक प्रायोगिक तथ्य है जो सामान्य विचारों का खंडन करता है, जिसके अनुसार, समान परिस्थितियों में, एक गर्म शरीर को एक निश्चित तापमान तक ठंडा होने के लिए एक ठंडे शरीर की तुलना में एक ही तापमान पर ठंडा होने के लिए अधिक समय की आवश्यकता होती है। इस घटना को उस समय अरस्तू, फ्रांसिस बेकन और रेने डेसकार्टेस द्वारा देखा गया था, लेकिन केवल 1963 में, तंजानिया के स्कूली छात्र एरास्टो मपेम्बा ने पाया कि एक गर्म आइसक्रीम का मिश्रण ठंडे की तुलना में तेजी से जमता है। एरास्टो मपेम्बा तंजानिया के मैगम्बिन हाई स्कूल में खाना पकाने का व्यावहारिक काम करने वाला छात्र था। उसे घर की बनी आइसक्रीम बनानी थी - दूध उबालें, उसमें चीनी घोलें, उसे कमरे के तापमान पर ठंडा करें और फिर उसे जमने के लिए फ्रिज में रख दें। जाहिरा तौर पर, Mpemba एक विशेष रूप से मेहनती छात्र नहीं था और असाइनमेंट के पहले भाग में विलंबित था। इस डर से कि पाठ के अंत तक वह समय पर नहीं पहुंचेगा, उसने अभी भी गर्म दूध को फ्रिज में रख दिया। उनके आश्चर्य के लिए, यह उनके साथियों के दूध से भी पहले जम गया, जो एक दी गई तकनीक के अनुसार तैयार किया गया था। उसके बाद, Mpemba ने न केवल दूध के साथ, बल्कि सादे पानी के साथ भी प्रयोग किया। किसी भी मामले में, पहले से ही मकवावा हाई स्कूल में एक छात्र होने के नाते, उन्होंने डार एस सलाम (स्कूल के निदेशक द्वारा छात्रों को भौतिकी पर व्याख्यान देने के लिए आमंत्रित) में यूनिवर्सिटी कॉलेज के प्रोफेसर डेनिस ओसबोर्न से पानी के बारे में पूछा: "यदि आप लेते हैं पानी की समान मात्रा के साथ दो समान कंटेनर ताकि उनमें से एक में पानी का तापमान 35 डिग्री सेल्सियस हो, और दूसरे में - 100 डिग्री सेल्सियस, और उन्हें फ्रीजर में रख दें, फिर दूसरे में पानी तेजी से जम जाएगा। क्यों? ओसबोर्न को इस मुद्दे में दिलचस्पी हो गई और जल्द ही 1969 में, Mpemba के साथ, उन्होंने "भौतिकी शिक्षा" पत्रिका में अपने प्रयोगों के परिणाम प्रकाशित किए। तब से, उन्होंने जो प्रभाव खोजा, उसे Mpemba प्रभाव कहा जाता है। अब तक, कोई नहीं जानता कि इस अजीब प्रभाव को कैसे समझाया जाए। वैज्ञानिकों के पास एक भी संस्करण नहीं है, हालांकि कई हैं। यह सब गर्म और ठंडे पानी के गुणों में अंतर के बारे में है, लेकिन यह अभी तक स्पष्ट नहीं है कि इस मामले में कौन से गुण भूमिका निभाते हैं: सुपरकूलिंग, वाष्पीकरण, बर्फ गठन, संवहन, या पानी पर तरलीकृत गैसों के प्रभाव में अंतर विभिन्न तापमान। Mpemba प्रभाव का विरोधाभास यह है कि जिस समय के दौरान शरीर परिवेश के तापमान तक ठंडा हो जाता है, वह इस शरीर और पर्यावरण के बीच तापमान अंतर के समानुपाती होना चाहिए। यह नियम न्यूटन द्वारा स्थापित किया गया था और तब से व्यवहार में कई बार इसकी पुष्टि की गई है। उसी प्रभाव में, 100 डिग्री सेल्सियस पर पानी 35 डिग्री सेल्सियस पर पानी की समान मात्रा की तुलना में 0 डिग्री सेल्सियस तक तेजी से ठंडा हो जाता है। हालाँकि, यह अभी तक एक विरोधाभास नहीं दर्शाता है, क्योंकि Mpemba प्रभाव को ज्ञात भौतिकी के भीतर भी समझाया जा सकता है। Mpemba प्रभाव के लिए यहां कुछ स्पष्टीकरण दिए गए हैं: वाष्पीकरण एक कंटेनर से गर्म पानी तेजी से वाष्पित हो जाता है, जिससे इसकी मात्रा कम हो जाती है, और उसी तापमान पर पानी की एक छोटी मात्रा तेजी से जम जाती है। 100 C तक गर्म किया गया पानी 0 C तक ठंडा होने पर अपने द्रव्यमान का 16% खो देता है। वाष्पीकरण का प्रभाव दोहरा प्रभाव होता है। सबसे पहले, ठंडा करने के लिए आवश्यक पानी का द्रव्यमान कम किया जाता है। और दूसरी बात, तापमान कम हो जाता है क्योंकि पानी के चरण से वाष्प चरण में संक्रमण के वाष्पीकरण की गर्मी कम हो जाती है। तापमान अंतर इस तथ्य के कारण कि गर्म पानी और ठंडी हवा के बीच तापमान का अंतर अधिक होता है - इसलिए इस मामले में गर्मी का आदान-प्रदान अधिक तीव्र होता है और गर्म पानी तेजी से ठंडा होता है। सबकूलिंग जब पानी को 0 C से नीचे ठंडा किया जाता है, तो यह हमेशा जमता नहीं है। कुछ शर्तों के तहत, यह हिमांक बिंदु से नीचे के तापमान पर तरल बने रहने के दौरान सुपरकूलिंग से गुजर सकता है। कुछ मामलों में, पानी -20 सी के तापमान पर भी तरल रह सकता है। इस प्रभाव का कारण यह है कि पहले बर्फ के क्रिस्टल बनने के लिए, क्रिस्टल गठन के केंद्रों की आवश्यकता होती है। यदि वे तरल पानी में नहीं हैं, तो सुपरकूलिंग तब तक जारी रहेगी जब तक कि तापमान इतना कम न हो जाए कि क्रिस्टल अनायास बनने लगें। जब वे सुपरकूल्ड तरल में बनना शुरू करते हैं, तो वे तेजी से बढ़ना शुरू कर देंगे, जिससे एक बर्फ का टुकड़ा बन जाएगा जो बर्फ बनाने के लिए जम जाएगा। गर्म पानी हाइपोथर्मिया के लिए सबसे अधिक अतिसंवेदनशील होता है क्योंकि इसे गर्म करने से घुली हुई गैसें और बुलबुले समाप्त हो जाते हैं, जो बदले में बर्फ के क्रिस्टल के निर्माण के लिए केंद्र के रूप में काम कर सकते हैं। हाइपोथर्मिया गर्म पानी को तेजी से जमने का कारण क्यों बनता है? ठंडे पानी के मामले में, जो सुपरकूल्ड नहीं है, निम्नलिखित होता है। ऐसे में बर्तन की सतह पर बर्फ की एक पतली परत बन जाएगी। बर्फ की यह परत पानी और ठंडी हवा के बीच एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करेगी और आगे वाष्पीकरण को रोकेगी। इस स्थिति में बर्फ के क्रिस्टल बनने की दर कम होगी। गर्म पानी के उप-शीतलन के मामले में, उप-ठंडा पानी में बर्फ की सुरक्षात्मक सतह परत नहीं होती है। इसलिए, खुले शीर्ष के माध्यम से यह बहुत तेजी से गर्मी खो देता है। जब सुपरकूलिंग प्रक्रिया समाप्त हो जाती है और पानी जम जाता है, तो बहुत अधिक गर्मी खो जाती है और इसलिए अधिक बर्फ बनती है। इस आशय के कई शोधकर्ता हाइपोथर्मिया को Mpemba प्रभाव के मामले में मुख्य कारक मानते हैं। संवहन ठंडा पानी ऊपर से जमने लगता है, जिससे गर्मी विकिरण और संवहन की प्रक्रिया बिगड़ जाती है, और इसलिए गर्मी का नुकसान होता है, जबकि गर्म पानी नीचे से जमने लगता है। इस प्रभाव को पानी के घनत्व में एक विसंगति द्वारा समझाया गया है। पानी का अधिकतम घनत्व 4 C होता है। यदि आप पानी को 4 C तक ठंडा करते हैं और इसे कम तापमान पर रखते हैं, तो पानी की सतह की परत तेजी से जम जाएगी। चूँकि यह पानी 4°C पर पानी की तुलना में कम घना होता है, यह सतह पर रहेगा, जिससे एक पतली ठंडी परत बन जाएगी। इन परिस्थितियों में पानी की सतह पर थोड़े समय के लिए बर्फ की एक पतली परत बनेगी, लेकिन बर्फ की यह परत पानी की निचली परतों की रक्षा करने वाले एक इन्सुलेटर के रूप में काम करेगी, जो 4 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर रहेगी। इसलिए , आगे शीतलन धीमा होगा। गर्म पानी के मामले में, स्थिति बिल्कुल अलग है। वाष्पीकरण और अधिक तापमान अंतर के कारण पानी की सतह की परत अधिक तेज़ी से ठंडी होगी। इसके अलावा, ठंडे पानी की परतें गर्म पानी की परतों की तुलना में घनी होती हैं, इसलिए ठंडे पानी की परत नीचे गिर जाएगी, जिससे गर्म पानी की परत सतह पर आ जाएगी। पानी का यह संचलन तापमान में तेजी से गिरावट सुनिश्चित करता है। लेकिन यह प्रक्रिया संतुलन बिंदु तक क्यों नहीं पहुंच पाती है? संवहन के इस दृष्टिकोण से Mpemba प्रभाव की व्याख्या करने के लिए, यह माना जाएगा कि पानी की ठंडी और गर्म परतें अलग हो जाती हैं और औसत पानी का तापमान 4 C से नीचे जाने के बाद संवहन प्रक्रिया स्वयं जारी रहती है। हालाँकि, कोई प्रयोगात्मक डेटा नहीं है जो इस परिकल्पना की पुष्टि करता है कि ठंडे और गर्म पानी की परतें संवहन द्वारा अलग होती हैं। पानी में घुलने वाली गैसें पानी में हमेशा घुली हुई गैसें होती हैं - ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड। इन गैसों में पानी के हिमांक को कम करने की क्षमता होती है। जब पानी को गर्म किया जाता है, तो ये गैसें पानी से निकल जाती हैं क्योंकि उच्च तापमान पर पानी में इनकी घुलनशीलता कम होती है। इसलिए, जब गर्म पानी को ठंडा किया जाता है, तो उसमें हमेशा बिना गर्म किए ठंडे पानी की तुलना में कम घुलने वाली गैसें होती हैं। इसलिए, गर्म पानी का हिमांक अधिक होता है और यह तेजी से जम जाता है। इस कारक को कभी-कभी Mpemba प्रभाव की व्याख्या करने में मुख्य माना जाता है, हालांकि इस तथ्य की पुष्टि करने वाले कोई प्रयोगात्मक डेटा नहीं हैं। तापीय चालकता यह तंत्र एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है जब पानी को छोटे कंटेनरों में रेफ्रिजरेटर फ्रीजर में रखा जाता है। इन परिस्थितियों में, यह देखा गया है कि गर्म पानी वाला कंटेनर नीचे फ्रीजर की बर्फ को पिघला देता है, जिससे फ्रीजर की दीवार और तापीय चालकता के साथ थर्मल संपर्क में सुधार होता है। नतीजतन, ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी के कंटेनर से गर्मी तेजी से निकल जाती है। बदले में, ठंडे पानी वाला कंटेनर इसके नीचे बर्फ नहीं पिघलाता है। इन सभी (साथ ही अन्य) स्थितियों का कई प्रयोगों में अध्ययन किया गया है, लेकिन इस सवाल का एक स्पष्ट जवाब - उनमें से कौन Mpemba प्रभाव का 100% प्रजनन प्रदान करता है - प्राप्त नहीं हुआ है। इसलिए, उदाहरण के लिए, 1995 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी डेविड ऑरबैक ने इस प्रभाव पर पानी के सुपरकूलिंग के प्रभाव का अध्ययन किया। उन्होंने पाया कि गर्म पानी, सुपरकूल्ड अवस्था में पहुँचकर, ठंडे पानी की तुलना में अधिक तापमान पर जम जाता है, और इसलिए बाद वाले की तुलना में तेज़ होता है। लेकिन ठंडा पानी गर्म पानी की तुलना में सुपरकूल्ड अवस्था में तेजी से पहुंचता है, जिससे पिछले अंतराल की भरपाई हो जाती है। इसके अलावा, Auerbach के परिणामों ने पहले के आंकड़ों का खंडन किया कि गर्म पानी कम क्रिस्टलीकरण केंद्रों के कारण अधिक सुपरकूलिंग प्राप्त करने में सक्षम है। जब पानी को गर्म किया जाता है तो उसमें घुली हुई गैसें उसमें से निकल जाती हैं और जब इसे उबाला जाता है तो इसमें घुले कुछ लवण अवक्षेपित हो जाते हैं। अब तक, केवल एक ही बात पर जोर दिया जा सकता है - इस प्रभाव का पुनरुत्पादन अनिवार्य रूप से उन परिस्थितियों पर निर्भर करता है जिनके तहत प्रयोग किया जाता है। ठीक है क्योंकि यह हमेशा पुन: उत्पन्न नहीं होता है। ओ वी मोसिन