bazı özel koşullarda, sıcak suyun soğuk sudan daha hızlı donmasıdır.
bu özel durum tanzanyada yaşayan, sıcaklardan beyin a.mcıklaması geçirmekteyken dondurmasını yalayan Erasto B. Mpemba tarafından, sıcak dondurmanın donması ile farkedilmiştir. ***
Buzluğa konulan eşit miktardaki aynı, ama biri sıcak diğeri oda sıcaklığındaki iki sıvıdan hangisi daha çabuk donar?
Ek soru: Neden sıcak sıvı daha çabuk donmaktadır? (Tüh... ilk sorunun yanıtını vermiş olduk!)
Bu, Mpemba Etkisi diye biliniyor. Tanzanya'lı bir öğrenci olan Mpemba tarafından, arkadaşı ile dondurmalarını buzlukta dondururlarken bulunmuş. Mpemba şekerli sütten ev yapımı dondurmasını, acelesi olduğu için kaynar halde buzluğa koymuş... Sonra da kendisininkinin, arkadaşaının dondurmasından daha çabuk donduğunu fark edince fen hocasına söylemiş, ve "fizikte öyle şey olmaz... olsa olsa Mpemba Fiziği'dir bu" yanıtını almış.
Ama çocuk işte... inat etmiş ve deney olarak tekrarlanmasını istemiş. Deney sonucunda ise haklı bulunmuş... Sonra ise bunu 1950'lerde bir akademisyenin yardımıyla yayınlamıştır.
Bu Mpemba Etkisi günümüzde de aralıklarla, bilgisayar modellemesi yardımıyla araştırılmaktadır.
Olayın sebebi ise konveksiyon... Sıvı kısmen hareketsizse, üst kısım donukken alt kısımlardan yukarıya doğru ısı kaybı, yani donma giderek daha düşük bir hızla/oranla gerçekleşiyor...
Sıcak bir sıvı konduğunda ise, konveksiyon yüzünden sürekli hareket halinde olan bu sıvıda, üst kısımdaki donuk kısmın yerine aşağıdan sıcak bir sıvı hemen konveksiyon yoluyla geliyor... Ve tüm sıvının soğuması ve de sonunda donması, ısı taşınımı (heat transfer) daha etkili olduğundan çok daha çabuk gerçekleşiyor.
Evet... Bak şu Tanzanyalının yaptığı işe... Öğrencilerin fikirlerini dinlemeyen, kibirlenip öğrencileri küçümseyen hocalara da ders olsun bu ;)
--spoiler--
ilginç olan bir şey var. ortaokul bilgimle konuşacağım ala gel gör ki bilim adamları şimdi bahsedeceğim şeyi gözardı mı ettiler!?
etmiş olamazlar ama umarım yazımı birileri görüp, eleştirel yöntemlerle yeni fikirler yaratabiliriz:
su yukarıdan aşağı donar. kanıtı ise denize bakmak yeterlidir.
ya da buzluğa su atın akabinde önce üst yüzeyinin buzullaşmaya başladığını görürsünüz.
süt ise aşağıdan yukarı donar. tabakta dondurma yerken dikkat edin. üst kısım sert olur. genelde dondurmayı ters çevirirsiniz kaşıkla falan.
mpemba etkisinde sütten yola çıkılarak sıvıların donma erime prensibi açıklaması bana göre tutarsız. yukarıda su ile sütün konveksiyon akışı yönü farklıdır çünkü.
ingilteredeki Kraliyet Kimya Birliği, Mpemba Etkisi adı verilen steoriye ikna edici cevap verebilen kişiye, 1000 sterlin (yaklaşık 2 bin 800 TL) ödemeyi vaat etmiş.
Neden sıcak su, soğuk sudan hızlı donar?
ilginç olan ise,bugüne kadar, buharlaşma, ısı yayılımı, aşırı soğutma gibi teoriler öne sürülse de bu konuyla ilgili ikna edici bir kanıt bulunamamış. Kraliyet Kimya Birliği, yaratıcı ve göz alıcı cevapları 30 Temmuz2012ye kadar http://www.hermes2012.org/ice web sitesine beklediklerini açıkladı.Aristoteles ve Descartes gibi ünlü filozofların bile cevabını bulamadığı problem, 1968 yılında Tanzanyalı üniversite öğrencisi Erato Mpembanın, hocası Dennis Osbornea bu soruyu sormasıyla ünlendi.
Mpemba EtkisiOsborne, soruya cevap veremedi ve bununla ilgili daha sonra çok ünlü olacak bir makale yayınlamıştır.
Singapur nanyang teknoloji üniversitesi araştırmacılarının nedenini bulduğu; sıcak suyun soğuk sudan daha önce donması hadisesi.
Araştırmaya göre su ısınırken bünyesindeki hidrojen bağları uzayıp geriliyor bu da suyun yoğunluğunun azalmasına sebep oluyor. Netice itibariyle de kovalent bağ enerji kaybedip gevşiyor. Enerji kaybetme ve gevşeme hadisesi normalde yalnızca soğuma aşamasında gerçekleşiyor. Yani ısınan su donma aşamasında gerçekleşen etkilere ön hazırlığını yapmış oluyor. Bu da daha hızlı donmasını sağlıyor.
