ارسال پاسخ 
آب گرم زود یخ میزند یا آب سرد
مدیر تالار

آفلاین
رشته:مهندسی شیمی
جنسیت: مرد
دانشگاه:MIT:D ( اا ریا شد:D)
ارسال‌ها: 1,934
سپاس: 5752
پسندیده شده:
15702 بار در 2368 پست

۱-۶-۱۳۹۱ ۱۲:۵۷ متعجب آب گرررم زودد تررر از آب سررد یخ می بندد؟؟؟!!
سلااام بچه ها ببخشید من یه چند روززی رفته بوودم شمااالخنده

و الااانم با دسته پررر بررگشتم از بچه های گله شیمی ام متشکرررم که در نبوده من

این انجمنو گرررم نگه داااشتن یه دنیااا تشکرررقلب

و اما آزمایش و دلیلش

1.آب گرم، زودتر از آب سرد، یخ میبندد!!

گرچه اين پديده باورکردنی نيست، اما حقيقت دارد.

اين پديده فيزيکی باورنکردنی واقعا در يخچال خانه ها اتقاق می افتد. اين

پديده برای دانشمندان هم غافلگير کننده بود.اما حقيقت داشت.

شايد فکرکنيد اين پديده جالب جديد است، اما اين موضوع را از زمان ارسطو

می دانستند و افرادی مانند ارسطو ، بيکن و دکارت مطالعاتی روی آن انجام

داده بودند. اما اين پديده تاسال 1969عملا در تحقيقات علم مدرن وارد نشده

بود.

در اين سال دانش آموزان مدرسه ای در تانزانيا نسبت به اين پديده کنجکاو

شده و آزمايش هايی روی آن انجام دادند و نام آن را (امپمبا) گذاشتند.


منظور از امپمبا چيست؟

اگردرون دو ظرف که شکل و جنس کاملا يکسانی دارند، مقدار آب کاملا

مساوی ريخته شود و تفاوت دمای آن ها حدود 20 يا 30 درجه سلسيوس

باشد و آن ها را با دقت بسيار زياد و با يک روش سرد کنيد، مشاهده خواهيد

کرد که آب گرم زودتر از آب سرد يخ می بندد و ما امپمبا را مشاهده خواهيم

کرد.

برای بررسی دلايل اين پديده توجه به موارد زير ضروری است:

اگر شما دوظرف آب با دمای داشته باشيد، گرچه دمای آن دوظرف يکسان

است اما ممکن است خصوصيات بسيار متفاوتی داشته باشند .

به عنوان نمونه يکی دمای جداره اش بسيار سرد و دمای مرکزش بسيار گرم

است، در حاليکه ديگری دمای تمام نقاطش يکسان است.

در واقع دماسنج ميانگين دما را تعيين می کند.

يا اين که آب گرمی که تا خنک شده باشد با آبی که از ابتدا بوده است ،

بسيار متفاوت است.

چرا ؟

ممکن است جرمش کم شود يا اين که جريان های همرفتی سبب ايجاد يک

توزيع ناهمگون در آب شوند.

حتی ممکن است آب گرم تغييراتی در محيط اطراف خود يا ظرف به وجود

آورد .

حال به بررسی دلايل می پردازيم:

1- فرض نماييد که اگردرون دو ظرف که شکل و جنس کاملا يکسانی دارند،

با مقدار آب کاملا مساوی ريخته شود و تفاوت دمای آن ها حدود 20 يا 30

درجه سلسيوس باشد و آن ها را با دقت بسيار زياد و با يک روش میخواهيم

سرد کنيم تا دمای آن ها به صفر برسد:

هنگام سرد شدن آب گرم ممکن است بخش قابل توجهی از آن بخار شود .

اين تبخير دو تاثير در جريان خنک شدن آب می گذارد:

اول اين که جرم آب کم می شود، پس خنک شدن آن راحت تر و سريع تر

می شود .

دوم اين که برای عمل تبخير نياز به گرما می باشد و اين گرما را از محيط

اطراف خود می گيرد. در نتيجه آب باقيمانده سريع تر سرد می شود.

تبخير بدون ترديد يک عامل مهم توضيح پديده امپمبا است .

اما تنها دليل نيست زيرا پديده تبخير نمی تواند مواردی از امپمبا را که در

ظرف های در بسته انجام می شود را توجيه کند .


2- می دانيد که انحلال پذيری گاز ها با افزايش دما در آب کمتر می شود .

آب داغ گاز کمتری را نسبت به آب سرد در خودبه صورت محلول دارد .

اين موضوع می تواند سبب آسانتر شدن همرفتی در آب گرم شود و آب گرم

به طور يکنواخت تری خنک شود يا شايد بر اثر اين پديده گرمای لازم که بايد

ازواحد جرم آب گرفته شود تا آب گرم يخ ببندد، نسبت به آب سرد کاهش

يابد.

گرچه بسياری از آزمايشگران طرفدار اين توجيه هستند، اما تاکنون هيچ

روش محاسبه ای برای آن ارائه نشده است .


3- احتمالا هنگامی که آب سرد می شود، جريان های همرفتی گسترش

می يابند و ديگر يک توزيع يکنواخت حرارت در حجم آب نخواهيم داشت .

می دانيم که چگالی با افزايش دما کاهش می يابد و به همين دليل سطح

آب از ته آن گرم تر است .

آب گرم چگالی کمتری دارد، پس سبکتر است و روی آب سرد که سنگينتر

است قرار می گيرد .

اين پديده ( اثر سطح داغ ) ناميده می شود .

می دانيم که حرارت آب از سطحش به بيرون منتقل می شود.پس آب با

سطح داغ ، حرارتش را سريع تر از آنچه انتظار داريم از دست می دهد.

وقتی آب گرم اوليه خنک می شود ، ممکن است به دليل جريان های

همرفتی يک سطح داغ در آن ايجاد شود . پس سرعت خنک شدن آن از

سرعت خنک شدن آب سرد اوليه در دمای ميانگين يکسان بيشتر می شود.


4 - تفاوت نهايی بين سرد کردن آب گرم و آب سرد به خود آب مربوط نمیشود

بلکه به محيط اطراف بستگی دارد .

آب گرم ممکن است در محيط اطراف خود تغييراتی ايجاد کند که در کل روند

سرد کردن تاثير بگذارد .

برای نمونه اگر ظرف ها را روی لايه ای از يخ بگذاريم ، ظرفی که دارای آب

گرم است می تواند يک لايه از يخ زير خود را ذوب و در حقيقت در آب صفر

درجه ی حاصل قرار گيرد و تماس بهتری با سطح خنک کننده برقرار کند و

انتقال حرارت راحت تر صورت گيرد .

گرچه به ذکر دلايلی برای توجيه اين پديده اشاره گرديد، اما هنوز هيچ توضيح

قابل قبول و ثابت شده ای برای اين پدِيده وجود ندارد ...
نقل قول این ارسال در پاسخ
 پسندیده شده توسط : Almas1 e121 victoria daniyal omidghaemi sh pnu
خسته شدم از حصار تنم...بگذار ز چهره پرده بیفکنم
از این به بعد تصمیم گرفتم...خودمو جای آینه بشکنم

حصار الزاما میله نیست
سیاهچاله ای از حیله نیست
حصار جسم مریضته یا...
ذهنی که خالیو توش ایده نیست

*التیام*
مدیر بخش نانو

آفلاین
رشته:فیزیک
جنسیت: مرد
دانشگاه:
ارسال‌ها: 1,968
سپاس: 1318
پسندیده شده:
7930 بار در 2360 پست

۱-۶-۱۳۹۱ ۱۵:۴۹ RE: آب گرررم زودد تررر از آب سررد یخ می بندد؟؟؟!!
درسته، هنوز هیچ توضیح قابل قبولی درمورد این پدیده وجود ندارد و اینکه اینکه آب گرم زوذتر از آب سرد یخ میزند مربوط به دمای خواصی است نه اینکه هر آب گرمی زودتر یخ بزند ( الان دقیق در خاطرم نیست ولی فکر کنم دمای حول و حوش 37 -38 درجه بود ولی مطمئن نیستما )

البته این موضوع برمیگرده به درس ترمودینامیک رشته فیزیک ، برا اطلاعات بیشتر به این کتاب مراجعه کنید چشمک2خوب!
نقل قول این ارسال در پاسخ
 پسندیده شده توسط : e121 victoria faramarz_dehdar sh pnu
اللهم العن قاتلیک یا فاطمه الزهرا

اَللّهُمَّ الْعَنْ اَوَّلَ ظالِمٍ ظَلَمَ حَقَّ مُحَمَّدٍ وَآلِ مُحَمَّدٍ ، وَآخِرَ تابِعٍ لَهُ عَلى ذلِكَ ، اَللّهُمَّ الْعَنِ الْعِصابَةَ الَّتى جاهَدَتِ الْحُسَيْنَ ( علیه السلام ) ، وَشٰايَعَتْ وَبٰايَعَتْ وَتٰابَعَتْ عَلىٰ قَتْلِهِ

اَللّٰهُمَّ الْعَنْهُمْ جَميعاً
کاربر بسیار فعال

آفلاین
رشته:جغرافیا
جنسیت: زن
دانشگاه:خانه
ارسال‌ها: 359
سپاس: 3593
پسندیده شده:
4125 بار در 791 پست

۲۵-۸-۱۳۹۱ ۱۹:۲۳ آب گرم زود یخ میزند یا آب سرد
آّب گرم زود یخ میزند یا آب سرد

اب چیزی است که بیشتر بدن ما از آن تشکیل شده است، در طبیعت به فور یافت می‌شود و بنابراین مثل بعضی از عناصر شیمیایی چیز کمیابی نیست که نتوانیم در مورد آن اظهار نظر کنیم، به علاوه هر کسی با دانش دبیرستانی هم چیزهای مختصری درباره ترکیب شیمیایی و نقطه ذوب و جوشش می‌داند.

اما حقیقت این است که شما در پاسخ به این سؤال به احتمال زیاد عجله کرده‌اید و زود تصمیم گرفته‌اید و پاسخ قطعی داده‌اید، چرا که که آب گرم «تحت شرایطی» زودتر از آب سرد یخ می‌زند!

چنین پدیده‌ای، متناقض است، طی آزمایشات زیادی چنین چیزی مشاهده و ثبت شده است. در واقع قرن‌هاست که دانشمندان متوجه این پدیده شده‌اند و دانشمندانی مثل ارسطو، بیکن و دکارت، سال‌ها و قرن‌ها پیش آن را توصیف کرده‌اند.

ولی تا سال ۱۹۶۹، یعنی زمانی که یک دانش‌آموز دبیرستانی تانزانیایی، به صورت تصادفی متوجه آن شد، این پدیده توسط دانش مدرن امروزی‌مان مورد بررسی قرار نگرفته بود.

به پدیده زودتر یخ زدن آب گرم نسبت به آب سرد، البته تحت شرایطی خاص اثر امپمبا Mpemba effect گفته می‌شود.

نخستین بار ارسطو ۳۰۰ سال قبل از میلاد مسیح متوجه این پدیده شد. دانشمندان قرون وسطی، زمانی که می‌خواستند تئوری گرما را تبیین کنند، متوجه این پدیده شدند. در سال ۱۴۶۱، فیزیکدانی به نام جیووانی مارلیانی، ۴ اونس آب حرات‌دیده و آب معمولی را برای یخ زدن در بیرون قرار داد و در کمال تعجب مشاهده کرد که آب گرم‌تر، زودتر یخ بسته است، اما نتوانست توجیهی برای این مشاهده خود پیدا کند.

اما زمانی که تئوری مدرن گرما، توسط دانشمندان مختلف تبیین شد، پیده امپمبا به کلی فراموش شد، اما ۵۰۰ سال بعد از آزمایش مارلیانی و بیشتر از ۲ هزاره بعد از ارسطو، این پدیده بار دیگر به صورت اتفاقی مشاهده شد.

این بار یک دانش‌آموز دبیرستانی تانزانیایی متوجه قضیه شد، داستام مشاهده او در مجله علمی نیوساینتیست به چاپ رسید.

در سال ۱۹۶۳، این دانش‌آموز که امپمبا نام داشت، به همراه دانش‌آموزهای دیگر برای مراسمی تدارک دیده بودند و می‌خواستند بستنی درست کنند. برای درست کردن بستنی همانطور که می دانید شیر جوشیده شده‌ای که به آن شکر اضافه شده،باید یخ بزند. امپمبا هم منتظر بود که ظرف شیر و شکرش سرد شود تا بتواند آن را داخل یخچال بگذارد. اما او عجله داشت و از طرفی می‌دید که اگر زود نجنبد، دانش‌آموزهای دیگر زودتر از او ظرف هایشان را در یخچال می‌گذارند و جایی برای ظرف او باقی نمی‌ماند، به همین علت ظرف سرد نشده‌اش را در یخچال گذاشت. اما او در کمال تعجب مشاهده کرد، که زودتر از دانش‌آموزهای دیگر که ظرف شیر و شکر سرد را در یخچال گذاشته بودند، موفق به تهیه بستنی شده است.

دبیر فیزیک او هم در کلاس بود، امپمبا که تعجب کرده بود، در این مورد از دبیرش پرسید، اما دبیر فیزیک او گفت که او ممکن است اشتباهی کرده باشد.

امپمبا اول کنجکاوی بیشتر نکرد و با همین توضیح قانع شد، اما مدتی بعد از یکی از دوستانش که در شهر تانگا بستنی‌فروشی می‌کرد، شنید که او برای اینکه زودتر موفق به تهیه بستنی شود، ظرف سردنشده را مستقیما داخل یخچال می‌گذارد. به علاوه امپمبا متوجه شد که همه بستنی‌فروشهای تانگا، همین کار دوستش را می‌کنند.

مدتی بعد در دبیرستان، امپمبا سؤالش را مطرح کرد، اما معلمش حاضر به قبول آن نشد و به شوخی گفت که این چینن چیزی را فقط فیزیک امپمیا می‌گوید و نمی‌توان نشانی از آن در دانش فیزیک جهانی پیدا کرد. اما امپمبا مجددا در آزمایشگاه زیست‌شناسی، این پدیده را با استفاده از ظرف آب گرم و سرد تکرار کرد و دوباره به همان نتیجه سابق رسید.

مدتی بعد یک استاد فیزیک به نام دکتر آزبورن از دبیرستان امپمبا بازید کرد، امپمبا از فرصت استفاده کرد و از دکتر آزبورن هم در مورد این پدیده پرسید. آزبورن توجهی نداشت ولی به امپمبا قول داد، این مورد را بررسی کند. آزبورن از یک تکنسین آزمایشگاه خواست که این پدیده را امتحان کند، او هم به همان نتیجه امپمبا رسید. سرانجام در سال ۱۹۶۹، مشاهدات امپمیا و دکتر ازبورن به چاپ رسید و پدیده زودتر یخ زدن آب گرم، به اثر امپمبا، موسوم شد.

شرایطی که تحت آن پدیده امپمبا را می‌توان مشاهده کرد، بسیار خاص هستند، شکل یخچال یا منبع سردکننده، شکل ظرف، ناخالصی و میزان گاز موجود در آب، همه در رخ دادن اثر امپمبا مؤثر هستند.

نمی‌توان اثر امپمبا را با مکانیسمی واحد توجیه کرد و در حقیقت مکانیسم‌های توجیه‌کننده فعلی بیشتر حدس هستند تا دلیل قطعی:

۱- تبخیر: فرض کنید، دو ظرف حای آب ۷۰ درجه و آب ۳۰ درجه داریم و آنها را سرد می‌کنیم. هنگامی که آب گرم‌تر سرد می‌شود، مقداری از حجم آن تبخیر می‌شود، این مقدار حجم تبخیر شده آب از ۲ راه باعث تسهیل یخ زدن آب گرم‌تر می‌شود:
الف - مقدار جرم آب گرم‌تر را کم می‌کند.
ب- برای تبخیر نیاز به مقداری گرما است، آب تبخیر شده این گرما را از آب مایع می‌گیرد.
البته بدیهی است که تبخیر، به تنهایی نمی تواند اثر امپمبا را توجیه کند.

۲- گازهای حل شده در آب: هر چقدر آب گرم‌تر باشد، میزان گاز حل شده کمتری در خود دارد، بنابراین جریان‌های همرفتی در آن تسهیل می‌شود و آب به صورت یکنواخت‌تری خنک می‌شود. به علاوه آبی که گاز کمتری دارد، نیار به از دست مقدار کمتری گرما برای تبدیل شدن به یخ دارد.

۳- اثر سطح داغ: وقتی آب گرم‌تر سرد می‌شود، جریان‌های همرفتی در آن به وجود می‌آید و توزیع گرما در آن به صورت یکنواخت نخواهد بود. چینن چیزی باعث می‌شود که یک لایه آب گرم در بالای لایه آب سرد در آن ایجاد شود. به این پدیده اثر سطح داغ می‌گویند. این دو لایه‌ای شدن آب گرم‌تر، باعث می‌شود که سرعت خنک شدن آن نسبت به آب در ابتدا سردتر، بیشتر شود.

۴- اثر بر محیط اطراف: محیط اطراف ظرف‌های حاوی آب گرم و آب سردتر، هم بر یخ زدن آب‌ها اثر می‌گذارد. مثلا اگر آب گرم و سرد، هر دو روی لایه‌ای از یخ در یخچال قرار داده شوند، آب گرم‌تر ممکن است، در ابتدا باعث ذوب شدن مقداری یخ شود و در یخ فرو رود و در نتیجه شرایط بهتری برای یخ زدن
پیدا کند.
نقل قول این ارسال در پاسخ
 پسندیده شده توسط : mahshid Baran e/A viola e121
از باد در بدر ترم و کو به کو ترم

ازطفل خانه گمشده، پرجستجوترم

مردم به چشم آب نگاهم کنند لیک

من ازسراب پیش تو بی آبرو ترم

پرواز را ز کوی تو آغاز کرده ام

سنگم مزن که در حرم تو کبوترم

مدیر بخش نانو

آفلاین
رشته:فیزیک
جنسیت: مرد
دانشگاه:
ارسال‌ها: 1,968
سپاس: 1318
پسندیده شده:
7930 بار در 2360 پست

۲۵-۸-۱۳۹۱ ۲۱:۵۲ RE: آب گرم زود یخ میزند یا آب سرد
عرضم به حضورتون که این تاپیک موجود بود قبلا...بای بای!

http://ipnuforum.ir/thread-5714.html
نقل قول این ارسال در پاسخ
 پسندیده شده توسط : e121 sh pnu
اللهم العن قاتلیک یا فاطمه الزهرا

اَللّهُمَّ الْعَنْ اَوَّلَ ظالِمٍ ظَلَمَ حَقَّ مُحَمَّدٍ وَآلِ مُحَمَّدٍ ، وَآخِرَ تابِعٍ لَهُ عَلى ذلِكَ ، اَللّهُمَّ الْعَنِ الْعِصابَةَ الَّتى جاهَدَتِ الْحُسَيْنَ ( علیه السلام ) ، وَشٰايَعَتْ وَبٰايَعَتْ وَتٰابَعَتْ عَلىٰ قَتْلِهِ

اَللّٰهُمَّ الْعَنْهُمْ جَميعاً
مدیر تالار

آفلاین
رشته:صنایع
جنسیت: مرد
دانشگاه:هارواردنور اصفهان
ارسال‌ها: 4,588
سپاس: 34726
پسندیده شده:
31172 بار در 7764 پست

۲۵-۸-۱۳۹۱ ۲۲:۲۴ RE: آب گرم زود یخ میزند یا آب سرد
تاپيكها ادغام شدند...
در ضمن دكمه گزارش هم هستاااااااااااااااااااااااااااااااااااااااندوه
نقل قول این ارسال در پاسخ
 پسندیده شده توسط : sh pnu

گذشته را فراموش نکن.........Don't forget the past
حال را از دست نده.........Don't lose the present
آینده را سرسری نگیر.........Don't neglect the future
ارسال پاسخ 


پرش در انجمن: