Pitanje za 1000 funti

Jedno pitanje mučilo je najveće naučne umove, pa čak i mislioce poput Aristotela – zašto se topla voda zamrzava prije nego hladna?

Sada naučnici pokušavaju da odgovore na to pitanje i čak nude nagradu za bilo koju osobu koja ih pretekne u toj potrazi.

Naučni problem vrijedan 1.000 funti (oko 1.250 eura) poznat je i kao Mpemba efekat.

Moderno ime dobio je 1968. kada je student iz Tanzanije Erasto Mpemba to pitanje postavio profesorima na Univerzitetu u Dar es Salamu.

Ukoliko neko riješi ovu glavolomku, moraće i da je dokaže i kreativno opiše kako bi dobio nagradu Kraljevskog društva hemičara.

Smatra se da mnogi standardni fizički efekti doprinose ovom fenomenu, iako niko nije uspio da ih pobroji i razriješi ga.

Neke od hipoteza zasnivaju se na isparavanju, strujanju i superhlađenju, ali ni jedna još nije potvrđena.

Svako ko dođe na ideju kako se to dešava, može da pošalje svoju hipotezu do 30. jula Kraljevskom udruženju hemičara.

Ako mislite da imate odgovor na ovu misteriju, svoje odgovore možete poslati ovdje.

Comments

  1. Dragan Janjić kaže:

    http://fiz.petnica.rs/wiki/index.php/FIZ1A2010_-Mpemba_efeka

    FIZ1A2010 -Mpemba efeka

    Mpemba efekat je pojava da se toplija voda brze hladi od haldnije,ali pod odredjenim uslovima.

    Istorijski osvrt:

    Ovaj fenomen poznat je vekovima.Njime su se bavili mnogi naucnici,medju kojima su I Aristotel,Bacon I Dekart.Kasnije neko vreme se na ovu pojavu i zaboravilo,sve dok Tanzanijski student Mpemba nije ,,ponovo” otkrio ovu pojavu ,po kojem je ona I dobila naziv. Moderna fizika se jos uvek bavi ovim fenomenom jer jos uvek nije otkriven tacan uzrok za datu pojavu.

    Opis eksperimenta: Intuitivno ljudima je tesko da shvate da je ovaj efekat uopste postoji,ali brojni eksperimenti idu u korist ovoj tvrdnji.Na pocetku eksperimenta nalaze se posude vode koje su istog oblika i u kojima se nalaze iste mase vode.Jedina razlika izmedju njih je temperatura,tj. Temperatura jedne je visa od druge.Onda se obe posude stave u isti zamrzivac.Pod nekim uslovima pocetno toplija voda se brze ohladi.Naravno razlika temperatura prve i druge posude na pocetku ne treba da bude prevelika(kao npr. 90 °C i 10°C,ili nesto slicno).

    Detaljno objasnjnje eksperimenta:

    Jos uvek se ne zna tacno sta dovodi do ove pojave.Postoji dosta razlicitih faktora koji svaki posebno moze da u nekoj meri objasni dati proces,ali jos uvek nije jasno koji je od njih najizrazeniji.Ukratko cemo objasniti neke od njih:
    1.Isparavanje:

    Dok se toplije telo hladi od svoje pocetne temperature do pocetne temperature 2. tela ona usled isparavanja vode gubi deo svoje mase.I takva vodamanje mase ce za istu snagu zamrzivaca odavati vecu kolicinu toplote,samim tim ce se I brze hladiti.Ovo objasnjenje ustvari kaze da se toplija voda pre ohladiti jer je ima maseno manje.Mada ni ovo objasnjenje nije potpuno posto je eksperimentom uspelo da se dokaze da I u zatvorenom sudu moze da se dogodi Mpembov efekat.

    2.Rastvoreni gas: Kada se toplija voda hladi ona isparava vise od hladnije,ali ne isparavaju samo molekuli vode nego I molekuli gasova koji se nalaze u vodi.To isparavanje gasova kod toplije vode je izrazenije nego kod hladnije. Samim tim toplija voda sadrzi manje rastvorenog gasa u sebi nego hladnija,jer veci broj njih ispari.To mozda moze do neke mere I da utice na neke karakteristike vode kao npr. Toplotnu provodjivost ili tacku mrznjenja.Ali ovo jos nije pokazano. 3.Okruzenje: Jos jedna razlika hladjenja izmedju ove dve vode moglao bi da bude okruzenje.Pocetno toplija voda mogla bi da promeni sredinu,sto bi dalje moglo da utice I na sam proces hladjenja.Recimo ako ove dve posude stavimo u zamzrzivac tako da se one nalaze na sloju leda.Toplija casa ce rastopiti taj sloj I imace bolji termicki kontakt sa hladnjakom,pa ce se samim tim I brze haditi. 4.Konvekcija: Kako se voda hladi ,razvijaju se temperaturni gradijent i konvekcijske struje koje i cine da voda u razlicitim tackama ima razlicitu temperaturu. Poznato je da kako raste temperatura vode,tako opada njena gustina (sem za deo od 0°C do 4°C) . Pa ce tokom vremena povrsina vode imati vecu temperaturu od vode na dnu . Ako poredimo konvekcijske struje,samim tim koeficijent odavanja toplote, kod toplije I hladnije vode na istoj prosecnoj temperaturi,deluje logicno da ce toplija voda imati jace konvekcijske struje ,tj. odavace vecu kolicinu toplote od hladnije vode. Pojasnimo to na primeru: Recimo neka je toplija voda na 70 °C,a hladnija na 30 °C.I neka su te temperature iste,tj. Priblizno iste u svakoj tacki tecnosti.Sada kako se toplije telo hladi I kada dostigne prosecnu temperaturu od 30°C povrsina vode ce imati nesto vecu temperaturu,pa ce tako toplije telo na istoj prosecnoj temperaturi odavati vecu kolicinu toplote. Sve ovo pokazuje da toplija voda odaje u svakom trenutku vecu kolicinu toplote,ali ne govori da ce se toplija voda pre zamrznuti. Da bismo znali koji ce se pre smrznuti,potrebno je da prethodno znamo teoretski model konvekcijskih struja. Eksperimenti su radjeni sa ciljem da se ovo odredi, ali jos uvek nije potpuno jasan njihov uticaj na stvaranje Mpembovog efekta.
    KOMENTAR:
    Očigledno da sve zavisi od načina hlađenja i jedne i druge posude. Da li stoje na ploči hladnjaka, da li se hlade prinudnim (ventilacija) strujanjem hladnog vazduha ili ne, da li su posude zatvorene ili ne. Moguće je da zavisi i od materijala izrade posuda. Treba, dakle, obezbijediti jednak način i brzinu hlađenja obje posude, te homologizirati sve ostale faktore da bi eksperiment imao naučnu osnovu. Kada je sve to obezbijeđeno, treba vidjeti što će se desiti pa razmišljati!

Odgovorite na Dragan Janjić Poništi odgovor

Ova web stranica koristi Akismet za zaštitu protiv spama. Saznajte kako se obrađuju podaci komentara.