ليه لما بنجمد الماء المغلي يتحول مكعبات شفافة؟ بينما الماء العادي يتحول لمكعبات بيضاء اللون؟
لماذا يتجمد الماء الساخن بسرعة أكبر من الماء البارد؟
تم تداول صورتين على مواقع التواصل الاجتماعي تُظهر مكعبات ثلج، إحداها صُنعت باستخدام الماء المغلي والأخرى باستخدام الماء العادي. وقد تساءل الناس عن السبب وراء الاختلاف في شكل المكعبات، حيث أن الماء المغلي أنتج ثلجًا شفافًا بينما الماء العادي أنتج ثلجًا مجمدًا. فلماذا يتجمد الماء المغلي بسرعة أكبر من الماء البارد؟
 |
| سر تغير الشكل النهائي للماء المتجمد |
بعد البحث، تبين أن الماء الدافئ يتجمد بشكل أسرع من الماء البارد. كما أن الوعاء الدافئ يتمتع باتصال حراري أفضل مع الثلاجة، مما يسمح بنقل الحرارة إلى الخارج بشكل أكثر كفاءة. وبالتالي، يتسرع عملية تجميد الماء.
هناك فكرة أخرى تشير إلى أن الماء الملوث يتبخر بسرعة، مما يؤدي إلى تقليل كمية الماء وبالتالي تسريع عملية التجميد. أما الماء العادي، فيحتوي على رواسب وشوائب غير ضارة.
 |
| الماء المغلي |
وفقًا لبعض الأشخاص الآخرين، يتكون الثلج المعتم عندما تتجمع الغازات المذابة في الماء وتتسبب في تكوين فقاقيع صغيرة، أو عندما يتجمد الثلج بطريقة لا تسمح بتشكل بلورات كبيرة.
ويكون الثلج المعتم ضعيفًا ويذوب بسرعة أكبر من الثلج الشفاف النقي، وكثافة الماء المغلي أقل من الماء العادي وهو ماء نقي.
أيهما يتجمد بسرعة أكبر؟ هل الماء البارد أم الساخن؟
وفقًا للمنطق والاستدلال السليم والقواعد العامة للتفكير الصحيح، يتجلى أن الماء البارد يتجمد بسرعة أكبر من الماء الساخن. يتجمد الماء عند درجة حرارة صفر مئوية، وبالتالي، كلما انخفضت حرارة الماء، زادت سرعة التجمد. ومع ذلك، في بعض الحالات التي تتوفر فيها ظروف معينة، يكسر الماء هذه القاعدة وينحرف عن المنطق.
 |
| الماء المتجمد |
الظاهرة المعروفة باسم "تأثير مبيمبا" (Mpemba effect) والتي أطلق عليها اسم اكتشافها من قبل العالم التنزاني "إراستو مبيمبا" (Erasto Mpemba) الذي لاحظها لأول مرة في عام 1963، تحدث عندما يتعرض حجمين من المياه ذات درجات حرارة مختلفة لظروف التجمد في البيئة المؤثرة عليهما. في هذه الحالة، تتجمد المياه الساخنة بشكل أسرع من المياه الباردة.
عملية التبخر الفيزيائية تقف وراء تفسير هذه الظاهرة، وتحدث هذه العملية فقط عند سطح المادة السائلة، حيث تتحول جزيئات المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بفعل الحرارة. يتم تبخر المياه الساخنة بشكل أسرع من المياه الباردة، وبالتالي فإن كمية الغاز في المياه الساخنة تكون أقل من المياه الباردة، وهذا يمكن أن يفسر سر هذه الظاهرة.
ومع ذلك، قد لا يكون هذا الأمر فعالاً دائماً، وليس هو السبب الوحيد وخاصة عند استخدام حاويات محكمة الإغلاق التي تمنع انبعاث بخار الماء (الغاز) وقد يكون هناك تفسير آخر وراء حدوث هذه الظاهرة وهو أنه قد يكون هناك كمية أقل من الغاز المذاب في المياه الساخنة، مما يقلل من قدرتها على نقل الحرارة وبالتالي تبرد بشكل أسرع.
قد يحدث أمر آخر وهو توزيع غير متجانس لطبقات المياه في الماء، حيث يرتفع الماء الساخن إلى الأعلى في الوعاء قبل أن يتحول إلى غاز ويتحرك الماء البارد تحته ليشكل غطاء دافئ. ومع برودة الجزء السفلي، تتشكل تيارات تنقل الحرارة الباردة بسرعة أكبر، مما يعزز عملية التبريد. يُطلق على هذا الحركة اسم "تيارات الحمل الحراري" التي تنقل الحرارة في الموائع (السوائل والغازات) وتكون سائدة في مياه المحيط.
يجب الإشارة إلى أن ملاحظات مبيمبا أكدت آراء بعض المفكرين المعتمدين على الحدس الداخلي الذي يحظى بأكبر قدر من الاحترام في التاريخ، مثل أرسطو ورينيه ديكارت وفرانسيس بيكون، وذلك بناءً على تفوق سرعة تجمد الماء الساخن على الماء البارد.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق