Mpemba efektua

Mpemba efektua, ur beroa ur hotza baino lehen izozten denean gertatzen den izozte-prozesuaren fenomeno bati ematen zaion izena da .[1][2]

Mpemba efektua

HistoriaAldatu

Gertaera hau Aristotelesek, Descartesek eta Baconek ikusi bazuten ere, 1970ean Erasto B. Mpembak jarri zuen arreta fenomenoan.[3][4] Mpembak 1963an behatu zuen lehen aldiz Mkwawa Bigarren Hezkuntzako ikastetxean, Iringan (Tanzania), izozkiak egiteko nahasketa beroa hotza baino lehenago izozten zela jabetzean.[5]

Aurrerago, esperimentuak egiten hasi zen, arik eta 1969an Denis G. Osbornerekin batera egiaztatu zuen arte.[6]

AzalpenaAldatu

Nahiz eta, lehen begi kolpean, badirudien fenomeno honek zentzurik ez daukala, egoera jakin batzuetan baino ez da gertatzen efektua.[7] Adibidez, izozkailuan ura 35 ºC-an sartzen bada eta ura 5 ºC-an, 35 ºC-tan dagoenak denbora gehiago beharko du izozteko; izan ere, tenperatura diferentzia nabarmenak eta tenperatura altuak behar dira efektua hautemateko; adibidez, 35 °C eta 80 °C edo 70 °C eta 90 °C; kasu horretan, ur beroena azkarrago izoztuko da.

Zergatia ulertzeko, arrazoi nagusiak ezagutu behar dira:

  • Ontzi beroan likidoak hobeto zirkulatzen du, eta, beraz, erdiko eremuko ur beroa azkarrago mugitzen da ontziaren hormarantz edo gainazalerantz, eta hoztu egiten da.[7]
  • Zenbat eta tenperatura handiagoa, orduan eta azkarrago lurruntzen da ura.
  • Likido bat zenbat eta beroago egon, orduan eta gas disolbatu gutxiago geratzen zaizkio (gasek zaildu egiten dute izoztea).[8]

Adibide gisa: demagun izozkailu baten barruan 80 °C-an dagoen baso bat ur daukagula, 10 min behar dituena izozteko eta, bestalde, beste baso bat 95 °C-an. Bigarren ontzia izozteko behar den denbora, tenperatura 80 °C-ra jaisteko behar den denbora gehi 10 minutuko izoztea izango dela suposatu dezakegu. [9]

Fenomenoa gertatzearen arrazoia da uraren baldintzak aldatu egiten direla 95 °C-tik 80 °C-ra pasatzean. Printzipioz, ur beroenak denbora gehiago behar du izozten; izan ere, lehenik eta behin, denbora jakin bat igaro behar du bestearen hasierako tenperatura berera iritsi arte. Orduan hasiko litzateke 10 minutuko izozte-prozesua. Praktikan, hori ez da horrela; izan ere, ur beroenaren 15 °C murrizteak, besteak beste, masa aldatzea (ur beroenak masa gehiago galtzen du lurruntzearen ondorioz) eta disolbatutako gasa murriztea (uraren purutasuna handitzen du) eragiten du, eta faktore horiek eragina dute uraren izozte-abiaduran.

Ontzi gainean plastiko bat jarri arren lurruntzea saihesteko, lehenago izoztuko da ontzirik beroena, baina orain alde txikiagoarekin. Ontzi beroenaren barne-konbekzio handiagoa (eta denbora gehiago) dela eta gertatzen da hori, eta, ondorioz, izozkailuari beroa transferitzen zaio.

Mpemba efektuaren funtsa da ez dela bi edozien bi tenperaturatan gertatzen. L. Vinu doktoreak berriki egindako ikerketen arabera, 30 °C-tik gorako tenperatura-diferentziarekin fenomenoa gertatzeko probabilitate handiagoa dago.[7]

LehiaketaAldatu

Erresuma Batuko Royal Society of Chemistry (RSC) elkarteak lehiaketa antolatu zuen, 1.000 liberako saria eskainiz fenomeno horren azalpen originalena eta zientifikoki baliotsuena aurkezten zuenari. 22 000 proposamen inguru jaso ziren, eta horietatik 11 aukeratu ziren 2013ko urtarrilaren 10ean egin zen azken bozketarako. Kroaziako Zagrebeko Unibertsitateko Kimika Fisikoko Laborategiko Nikola Bregovic izan zen irabazlea.[10][11][12]

ErreferentziakAldatu

  1. Burridge, Henry C.; Linden, Paul F.. (2016). «Questioning the Mpemba effect: Hot water does not cool more quickly than cold» Scientific Reports 6: 37665. doi:10.1038/srep37665. OCLC .5121640 PMID 27883034. Bibcode2016NatSR...637665B..
  2. Tao, Yunwen; Zou, Wenli; Jia, Junteng; Li, Wei; Cremer, Dieter. (2017). «Different Ways of Hydrogen Bonding in Water - Why Does Warm Water Freeze Faster than Cold Water?» J. of Chemical Theory and Computation 13 (1): 55–76. doi:10.1021/acs.jctc.6b00735. PMID 27996255..
  3. Aristóteles, Meteorología I.12 348b31–349a4
  4. Bacon, Francis; Novum Organum de, Lib. II, L
  5. Mpemba, Erasto B.; Osborne, Denis G.. (1969). «Cool?» Physics Education 4 (3): 172–175. doi:10.1088/0031-9120/4/3/312. Bibcode1969PhyEd...4..172M.. republicado como Mpemba,, Erasto B.; Osborne, Denis G.. (1979). «The Mpemba effect» Physics Education 14 (7): 410–412. doi:10.1088/0031-9120/14/7/312. Bibcode1979PhyEd..14..410M..
  6. Kell, George S.. (1969). «The freezing of hot and cold water» Am. J. of Physics 37 (5): 564–565. doi:10.1119/1.1975687. Bibcode1969AmJPh..37..564K..
  7. a b c Ball, Philip (Abril 2006). Does hot water freeze first?. Physics World, pp. 19–26.
  8. Jeng, Monwhea. (2006). «Hot water can freeze faster than cold?!?» Am. J. of Physics 74 (6): 514–522. doi:10.1119/1.2186331. Bibcode2006AmJPh..74..514J..
  9. Black, Joseph. (1 de enero de 1775). «The Supposed Effect of Boiling upon Water, in Disposing It to Freeze More Readily, Ascertained by Experiments. By Joseph Black, M. D. Professor of Chemistry at Edinburgh, in a Letter to Sir John Pringle, Bart. P. R. S.» Philosophical Trans. of the Royal Soc. of London 65: 124–128. doi:10.1098/rstl.1775.0014..
  10. RSC. «Mpemba competition» RSC comunicado de prensa.
  11. Dr Izzie Radford. (20 de agosto de 2012). «RSC receives an incredible response to its Mpemba Effect competition» RSC comunicado de prensa.
  12. Nikola Bregovic. Mpemba effect from a viewpoint of an experimental physical chemist. .

BibliografiaAldatu

Kanpo estekakAldatu