لماذا يتجمد الماء الساخن أسرع من البارد ؟

[Mary Naeem]

لماذا يتجمد الماء الساخن أسرع من البارد ؟

بحث العلماء كثيرا لمعرفة لماذا يتجمد الماء الساخن أسرع من البارد ؟ و اجريت العديد من الدراسات و النظريات العلمية التى توصلت اخيرا الى السبب ، تابعوا معنا لنتعرف على اجابة هذا السؤال الذى شغل العلماء كثيرا لماذا يتجمد الماء الساخن أسرع من البارد ؟

الكثيرون يسمعون عن ان الماء البارد لا يغلي أسرع من الماء الساخن ، وفي الواقع ان هذا غير صحيح ، فمعدل تسخين السائل يعتمد على حجم الفرق في درجة الحرارة بين السائل ومحيطه ، ونتيجة لذلك، فأن الماء البارد سوف يمتص الحرارة بشكل أسرع في حين انه لا يزال بارد ،وبمجرد أن يحصل على ما يجعله يصل لدرجة حرارة الماء الساخن، فأن معدل التسخين يبطئ ، والماء البارد يأخذ بوضوح وقتا أطول لكي يغلي اكثر من الماء الساخن.

وشملت النظريات ظاهرة او نظرية مابيمبا وهي التي تقول ان التبخر أسرع في الماء الساخن، وان هناك تركيزات مختلفة من الأملاح مثل ثاني أكسيد الكربون، تكون موصولة عندما يتم تسخين الماء ، مما ينتج عنها تأثير ولكنه لا يظهر دائما ، فالماء البارد في كثير من الأحيان لا يتجمد في الواقع أسرع من المياه الساخن، كما نتوقع.

والآن فريق من علماء الفيزياء من جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة ، قد وجدوا أدلة على أن الروابط الكيميائية هي التي تمسك معا المياه التي توفر تأثير، ويتألف كل جزيء ماء من ذرة أكسجين وجزيئين من الهيدروجين .

وتوضح ظاهرة مابيمبا انه عندما يتم إحضار جزيئات الماء في اتصال وثيق، فأن التنافر يكون طبيعي بين الجزيئات مما يسبب روابط تساهمية تمتد وتقوم بتخزين الطاقة ، وعند ارتفاع درجة حرارة السائل فان سندات الهيدروجين تمتد كما يحصل للماء الأقل كثافة والجزيئات تتحرك أبعد عن بعضهما البعض.

روابط إعلانية

والتمدد في سندات الهيدروجين يسمح للروابط التساهمية للاسترخاء والتقلص إلى حد ما، مما يسبب لهم التخلي عن الطاقة التي لديها ، وعملية الروابط التساهمية هذه عندما تتخلي عن الطاقة فهي في جوهرها تقوم بالتبريد.

وظاهرة مابيمبا، ظهرت لأول مرة في عام 1963 ، وملخصها تقول انه عندما يتعرض جسيمين من الماء لدرجات حرارة مختلفة بنفس المناطق المحيطة بها وتكون الحرارة تحت الصفر ،فأن الماء الأكثر سخونة هو الذي يتجمد أولا ، واكد علي هذه النظرية بعض المفكرين الأكثر احتراما في التاريخ، مثل أرسطو، ورينيه ديكارت وفرانسيس بيكون، الذين اعتقدوا أيضا أن الماء الساخن يتجمد بشكل أسرع من الماء البارد.

والتبخر هو المرشح الأقوى لشرح ظاهرة مابيمبا ، فالماء الساخن الذي يتم وضعه في وعاء مفتوح يبدأ في التبريد، ويقلل من الكتلة الكلية ويحدث بعض من تبخر الماء، ومع كميات أقل من المياه المجمدة، يمكن أن تستغرق هذه العملية وقتا أقل ، ولكن هذا لا يعمل دائما، وخاصة عند استخدام حاويات مغلقة تمنع تبخر الماء من الهرب.

والتبخر قد لا يكون السبب الوحيد في ان المياه يمكن أن تتجمد بسرعة أكبر، فقد يكون حل الغازات أقل في المياه الدافئة، والتي يمكن أن تقلل من قدرتها على توصيل الحرارة، والسماح للتبريد بشكل أسرع، ومع ذلك، فأن علماء الفيزياء البولنديين في عام 1980 كانوا غير قادرين على إثبات قاطع لهذه العلاقة.

وتوزيع درجات الحرارة الغير موحدة في الماء قد يفسر أيضا ظاهرة مابيمبا ، وهذا التوزيع الغير متساوي في درجة الحرارة يخلق تيارات الحمل الحراري التي تسرع من عملية التبريد ، حتي ان درجة حرارة الماء الأكثر سخونة يمكن أن تنخفض بمعدل أسرع من الماء البارد ، لذا في المرة القادمة التي تقوم فيها بإعادة ملء علبة مكعبات الثلج الخاص بك، حاول استخدام المياه الدافئة، فقد يساعد هذا في ان يكون لديك مكعبات ثلج مجمدة اسرع من لو انك وضعت مياه عادية.