چرا آب گرم زودتز از آب سرد منجمد میشود؟

[v.m 2020]

شک کردن در مورد اینکه آب گرم زودتر منجمد میشود یا آب سرد؛ممکن است ساده به نظر برسد ولی دلایل تقریبا محکم علمی ممکن است شما را به فکر کردن دوباره در این مورد وادار کند. این اتفاق طبیعی(اثر امپمبا)نام دارد.این نام را به افتخار (اراستو امپمبا)((دانش آموزی که این اثر را مشاهده وثبت کرد))انتخاب کرده اند.اثر او زمانی رخ میدهد که دو مقدار مساوی آب را با دماهای متفاوت را در معرض منبع سردی قرار می دهند و آبی که دمای بالاتری دارد زودتر منجمد میشود. مشاهده ی این دانش آموز شک های دانشمندانی مثل:ارسطو و دکات را به یقین تبدیل کرد. برای توضیح این اثر اولین عاملی که به بحث گذاشته میشود؛تبخیر سطحی مایع است.مولکول های سطحی مایع همواره در حال جدا شدن از سطح مایع هستند.به همین دلیل است که لیوان آب در دمای معمولی؛پس از چند روز کاملا خالی میشود و قدری که دمای آب بالا تر باشد متعاقبا تبخیر سطحی زود تر رخ میدهد.به این تر تیب در اثر امپمبا؛تا زمانی که هر دو مقدار آب منجمد شودند؛تبخیر سطحی زودتر در سطح آب با دمای بالاتر انجام میشود.و با داشتن مقدار کم تری آب برای منجمد شدن؛آب با دمای بالا تر زود تر منجمد میشود. ایراد این قسمت این است که این توضیح برای حالتی درست است که سطح مایع باز باشد و در حالتی که سطح مایع بسته است معنی ندارد؛ولی اثر امپا در محفظه های بسته هم انجام میشود. توضیح دیگری هم برای این اثر میدهند و آن این است که مقدار گازهای حل شده در آب گرم کم تر است و به همین دلیل زودتر از آب سردمنجمد می شود. دلیل دیگری که ارائه می شود این است که در زمان منجمد شدن آب از پایین به بالا یخ میزند و با دارا بودن اختلاف جریان حرکت گرما سریع تر انجام می شود.به این معنی که هر قدر اختلاف دمای سطح آب و کف آب در حال انجماد بیشتر باشد؛حرکت گرما سریع تر انجام می گردد و به همین دلیل هم آب با دمای بالا تر زودتر منجمد میشود.