אפקט Mpemba(פרדוקס Mpemba) - פרדוקס הקובע כי מים חמים בתנאים מסוימים קופאים מהר יותר ממים קרים, אם כי עליהם לעבור את טמפרטורת המים הקרים בתהליך הקפאה. הפרדוקס הזה הוא עובדה ניסיונית הסותרת את הרעיונות הרגילים, לפיהם, באותם תנאים, גוף חם יותר צריך יותר זמן להתקרר לטמפרטורה מסוימת מאשר גוף קריר יותר כדי להתקרר לאותה טמפרטורה.
לתופעה זו הבחינו בזמנו על ידי אריסטו, פרנסיס בייקון ורנה דקארט, אך רק ב-1963 גילה תלמיד בית הספר הטנזני ארסטו מפמבה שתערובת גלידה חמה קופאת מהר יותר מאשר קרה.
Erasto Mpemba היה תלמיד בבית הספר התיכון Magambin בטנזניה שעשה עבודת בישול מעשית. הוא היה צריך להכין גלידה ביתית - להרתיח חלב, להמיס בו סוכר, לקרר אותו לטמפרטורת החדר, ואז להכניס למקרר להקפאה. ככל הנראה, מפמבה לא היה תלמיד חרוץ במיוחד והתמהמה בחלק הראשון של המשימה. מחשש שלא יגיע בזמן עד סוף השיעור, הכניס את החלב החם שעדיין לא יגיע למקרר. להפתעתו, הוא קפא אפילו מוקדם יותר מהחלב של חבריו, שהוכן לפי טכנולוגיה נתונה.
לאחר מכן, Mpemba התנסה לא רק עם חלב, אלא גם עם מים רגילים. בכל מקרה, בהיותו סטודנט בתיכון מקוואווה, הוא שאל את פרופסור דניס אוסבורן מהמכללה האוניברסיטאית בדאר א-סלאם (שהוזמנה על ידי מנהל בית הספר להרצות על פיזיקה לסטודנטים) לגבי מים: "אם אתה לוקח שני מיכלים זהים עם נפחים שווים של מים כך שבאחד מהם למים יש טמפרטורה של 35 מעלות צלזיוס, ובשני - 100 מעלות צלזיוס, ומכניסים אותם למקפיא, ואז בשנייה המים יקפאו מהר יותר. למה? אוסבורן החל להתעניין בסוגיה זו ועד מהרה בשנת 1969, יחד עם Mpemba, הם פרסמו את תוצאות הניסויים שלהם בכתב העת "Physics Education". מאז, האפקט שגילו נקרא אפקט Mpemba.
עד עכשיו אף אחד לא יודע בדיוק איך להסביר את האפקט המוזר הזה. למדענים אין גרסה אחת, אם כי יש הרבה. הכל עניין של ההבדל בתכונות של מים חמים וקרים, אבל עדיין לא ברור אילו תכונות משחקות תפקיד במקרה זה: ההבדל בקירור-על, אידוי, היווצרות קרח, הסעה או השפעת גזים נוזליים על מים ב- טמפרטורות שונות.
הפרדוקס של אפקט Mpemba הוא שהזמן שבו הגוף מתקרר לטמפרטורת הסביבה חייב להיות פרופורציונלי להפרש הטמפרטורה בין גוף זה לבין הסביבה. חוק זה הוקם על ידי ניוטון ומאז אושר פעמים רבות בפועל. באותו אפקט, מים ב-100°C מתקררים ל-0°C מהר יותר מאשר אותה כמות מים ב-35°C.
עם זאת, זה עדיין לא מרמז על פרדוקס, שכן אפקט Mpemba יכול להיות מוסבר גם בתוך הפיזיקה המוכרת. הנה כמה הסברים לאפקט Mpemba:
אידוי
מים חמים מתאדים מהר יותר מהמיכל, ובכך מפחיתים את נפחם, ונפח קטן יותר של מים עם אותה טמפרטורה קופא מהר יותר. מים מחוממים ל-100 C מאבדים 16% מהמסה שלהם כשהם מקוררים ל-0 C.
אפקט האידוי הוא אפקט כפול. ראשית, מסת המים הדרושה לקירור מצטמצמת. ושנית, הטמפרטורה יורדת בשל העובדה שחום האידוי של המעבר משלב המים לשלב האדים יורד.
הבדלי טמפרטורה
בשל העובדה שהפרש הטמפרטורות בין מים חמים לאוויר קר גדול יותר - מכאן שחילופי החום במקרה זה אינטנסיביים יותר ומים חמים מתקררים מהר יותר.
היפותרמיה
כאשר המים מתקררים מתחת ל-0 C, הם לא תמיד קופאים. בתנאים מסוימים, הוא יכול לעבור קירור-על תוך שהוא ממשיך להישאר נוזלי בטמפרטורות מתחת לנקודת הקיפאון. במקרים מסוימים, מים יכולים להישאר נוזליים אפילו ב-20 מעלות צלזיוס.
הסיבה להשפעה זו היא שכדי שגבישי הקרח הראשונים יתחילו להיווצר, יש צורך במרכזי היווצרות גבישים. אם הם לא במים נוזליים, אז הקירור העל יימשך עד שהטמפרטורה תרד מספיק כדי שגבישים יתחילו להיווצר באופן ספונטני. כשהם יתחילו להיווצר בנוזל המקורר, הם יתחילו לצמוח מהר יותר, ויצרו רפש קרח שיקפא ויוצר קרח.
מים חמים רגישים ביותר להיפותרמיה מכיוון שחימוםם מבטל גזים ובועות מומסים, אשר בתורם יכולים לשמש מרכזים להיווצרות גבישי קרח.
מדוע היפותרמיה גורמת למים חמים לקפוא מהר יותר? במקרה מים קרים, שאינו מקורר-על, מתרחשת הדברים הבאים. במקרה זה, תיווצר שכבה דקה של קרח על פני הכלי. שכבת קרח זו תשמש כמבודדת בין המים לאוויר הקר ותמנע התאיידות נוספת. קצב היווצרות גבישי קרח במקרה זה יהיה פחות. במקרה של מים חמים שעוברים תת-קירור, למים המצוננים אין שכבת קרח מגן על פני השטח. לכן, הוא מאבד חום הרבה יותר מהר דרך החלק העליון הפתוח.
כאשר תהליך הקירור העל מסתיים והמים קופאים, הרבה יותר חום הולך לאיבוד ולכן נוצר יותר קרח.
חוקרים רבים של השפעה זו רואים בהיפותרמיה את הגורם העיקרי במקרה של אפקט Mpemba.
הולכת חום
מים קרים מתחילים לקפוא מלמעלה, ובכך מחמירים את תהליכי קרינת החום וההסעה, ומכאן איבוד החום, בעוד מים חמים מתחילים לקפוא מלמטה.
השפעה זו מוסברת על ידי אנומליה בצפיפות המים. למים יש צפיפות מקסימלית ב-4 C. אם מקררים מים ל-4 C ומניחים אותם בטמפרטורה נמוכה יותר, שכבת המים פני השטח תקפא מהר יותר. מכיוון שהמים האלה פחות צפופים ממים ב-4 מעלות צלזיוס, הם יישארו על פני השטח ויצרו שכבה קרה דקה. בתנאים אלו תיווצר שכבת קרח דקה על פני המים לזמן קצר, אך שכבת קרח זו תשמש כמבודד המגן על שכבות המים התחתונות, שיישארו בטמפרטורה של 4 C. לכן. , קירור נוסף יהיה איטי יותר.
במקרה של מים חמים, המצב שונה לחלוטין. שכבת פני המים תתקרר מהר יותר בגלל אידוי והפרש טמפרטורות גדול יותר. כמו כן, שכבות מים קרים צפופות יותר משכבות מים חמים, ולכן שכבת המים הקרים תשקע למטה, ותעלה את שכבת המים החמים אל פני השטח. זרימת מים זו מבטיחה ירידה מהירה בטמפרטורה.
אבל למה התהליך הזה לא מגיע לנקודת שיווי המשקל? כדי להסביר את אפקט המפמבה מנקודת מבט זו של הסעה, יהיה צורך להניח ששכבות המים הקרות והחמות מופרדות ותהליך ההסעה עצמו ממשיך לאחר שטמפרטורת המים הממוצעת יורדת מתחת ל-4 C.
עם זאת, אין ראיות ניסיוניות התומכות בהשערה זו ששכבות מים קרות וחמות מופרדות בהסעה.
גזים מומסים במים
מים תמיד מכילים גזים מומסים בהם - חמצן ופחמן דו חמצני. לגזים אלו יש את היכולת להוריד את נקודת הקיפאון של המים. כאשר המים מחוממים, גזים אלו משתחררים מהמים מכיוון שמסיסותם במים בטמפרטורה גבוהה נמוכה יותר. לכן, כאשר מים חמים מקוררים, תמיד יש בהם פחות גזים מומסים מאשר במים קרים לא מחוממים. לכן, נקודת הקיפאון של מים מחוממים גבוהה יותר והם קופאים מהר יותר. גורם זה נחשב לפעמים כעיקרי בהסבר של אפקט Mpemba, אם כי אין נתונים ניסיוניים המאשרים עובדה זו.
מוליכות תרמית
מנגנון זה יכול למלא תפקיד משמעותי כאשר מים מוכנסים למקרר במקפיא במיכלים קטנים. בתנאים אלו נצפה כי המיכל עם מים חמים ממיס את קרח המקפיא תחת עצמו, ובכך משפר את המגע התרמי עם דופן המקפיא ואת המוליכות התרמית. כתוצאה מכך, החום מוסר ממיכל המים החמים מהר יותר מאשר מהמכל הקר. בתורו, המיכל עם מים קרים אינו ממיס שלג מתחתיו.
כל התנאים הללו (כמו גם אחרים) נחקרו בניסויים רבים, אך תשובה חד משמעית לשאלה - מי מהם מספק שחזור של 100% של אפקט המפמבה - לא התקבלה.
כך, למשל, בשנת 1995, הפיזיקאי הגרמני דוד אורבך חקר את השפעת קירור-על של מים על השפעה זו. הוא גילה שמים חמים, המגיעים למצב של קירור-על, קופאים בטמפרטורה גבוהה יותר ממים קרים, ולכן מהר יותר מהאחרונים. אבל מים קרים מגיעים למצב של קירור-על מהר יותר ממים חמים, ובכך מפצים על הפיגור הקודם.
בנוסף, התוצאות של אורבך סתרו נתונים קודמים לפיהם מים חמים מסוגלים להשיג יותר קירור-על בגלל פחות מרכזי התגבשות. כאשר מחממים מים, מוציאים מהם את הגזים המומסים בהם, וכאשר הם מורתחים משקעים כמה מלחים המומסים בהם.
עד כה, ניתן לטעון רק דבר אחד - שכפול האפקט הזה תלוי בעיקרו בתנאים שבהם הניסוי מתבצע. דווקא בגלל שלא תמיד משחזרים אותו.
או.וי מוסין
סִפְרוּתִימקורות:
"מים חמים קופאים מהר יותר ממים קרים. מדוע הם עושים זאת?", ג'רל ווקר ב-The Amateur Scientist, Scientific American, Vol. 237, מס'. 3, עמ' 246-257; ספטמבר, 1977.
"הקפאת מים חמים וקרים", ג.S. קל ב-American Journal of Physics, Vol. 37, לא. 5, עמ' 564-565; מאי 1969.
"קירור-על ואפקט המפמבה", דיוויד אורבך, ב-American Journal of Physics, Vol. 63, לא. 10, עמ' 882-885; אוקטובר, 1995.
"אפקט המפמבה: זמני הקפאה של מים חמים וקרים", צ'ארלס א. נייט, ב-American Journal of Physics, Vol. 64, לא. 5, עמ' 524; מאי, 1996.
הסיפור הזה התחיל לפני יותר מחצי מאה, אבל לא קיבל תוצאה עד היום. והכל בגלל שלא משנה כמה מתאמצים אלפי מוחות סקרנים מכל רחבי הפלנטה, הם לא יכולים למצוא את הפתרון המתאים היחיד למפמבה.
בשנת 1963, סטודנט אפריקאי לא בולט בשם Erasto Mpemba (Erasto Mpemba) הבחין במוזרות אחת: תערובת גלידה חמה מתקשה מהר יותר מאשר צוננת.
התצפית נראתה כל כך בלתי סבירה שהמורה לפיזיקה יכול היה רק לצחוק על גילויו של הנסיין חסר המזל. עם זאת, ארסטו היה בטוח שהוא צודק ולא פחד להפוך שוב למצחיק: מעט מאוחר יותר הוא העלה שאלה חלקלקת לדניס אוסבורן, פרופסור באוניברסיטת דאר א-סלאם, טנזניה. המדען לא מיהר להגיע למסקנות והחליט לחקור את הבעיה. לאחר מכן, בשנת 1969, פרסם כתב העת Physics Education חומר המתאר את פרדוקס המפמבה.
בחוגים מדעיים, הם נזכרו מיד שמשהו דומה כבר נאמר על ידי גדולי המוחות של העבר. לדוגמה, הוא הזכיר גם את תושבי פונטוס היווני הקדום, שבמהלך דיג החורף חיממו מים והשרו בהם קנים כדי שיתקשה מהר יותר. מאות שנים מאוחר יותר, כתב פרנסיס בייקון: "מים קרים מעט קופאים הרבה יותר בקלות מאשר מים קרים לחלוטין".
באופן כללי, השאלה ישנה כמו העולם, אבל זה רק מעורר עניין בפתרון. במהלך העשורים האחרונים, תיאוריות רבות הועלו כדי להסביר את אפקט המפמבה. הסבירים שבהם הוכרזו ב-2013 באירוע חגיגי שהתקיים על ידי האגודה המלכותית לכימיה של בריטניה. האגודה המקצועית למדה 22,000 (!) דעות ובחרה ביניהן רק אחת השייכת לניקולה ברגוביץ'.
הכימאי הקרואטי הצביע על חשיבותם של תהליכי הסעה וקירור-על של נוזל כשהוא קופא.
כך מתוארות התופעות הללו בויקיפדיה:
- מים קרים מתחילים לקפוא מלמעלה, ובכך מאטים את תהליכי הקרינה התרמית וההסעה, ומכאן איבוד החום, בעוד מים חמים מתחילים לקפוא מלמטה.
- נוזל מקורר-על הוא נוזל שיש לו טמפרטורה מתחת לטמפרטורת ההתגבשות בלחץ נתון. נוזל מקורר-על מתקבל מנוזל רגיל על-ידי קירור בהיעדר מרכזי התגבשות.
האוניברסלי והמחאה בסך 1,000 פאונד היו פרס טוב. אגב, את המנצח קיבלו ארסטו מפמבה ודניס אוסבורן.
scienceblogs.comמה צריכה להיות טמפרטורת המים לפני הקפאה
עדיין אין תשובה ברורה לשאלה זו. האגודה המלכותית לכימיה, למרות שנקבעה, לא עצרה לחלוטין את המחלוקות. עד כה מועלות השערות חדשות ונשמעות הכחשות.
למרות שיש רמז קטן: מגזין המדע הפופולרי New Scientist ערך מחקר והגיע למסקנה שהתנאים הטובים ביותר לחזרה על אפקט המפמבה הם שני מיכלים של מים בטמפרטורה של 35 ו-5 מעלות צלזיוס.
לפיכך, אם נותר מעט מאוד זמן לפני המסיבה, שפכו אותו למים, שהטמפרטורה שלהם דומה לטמפרטורת החדר בקיץ החם. טוב או מי ברז קרירים עדיף לא להשתמש.
שלום, אוהבי העובדות המעניינות היקרים. היום נדבר על. אבל אני חושב שהשאלה שמוצגת בכותרת אולי נראית פשוט אבסורדית - אבל צריך תמיד לסמוך ללא חלוקה על "השכל הישר" הידוע לשמצה, ולא לקבוע בקפדנות את חוויית הבדיקה. בואו ננסה להבין מדוע מים חמים קופאים מהר יותר ממים קרים?
התייחסות להיסטוריה
שבסוגיית הקפאת המים הקרים והחמים "לא הכל טהור" הוזכר בחיבוריו של אריסטו, אז נרשמו הערות דומות על ידי פ' בייקון, ר' דקארט וג'יי בלק. בהיסטוריה האחרונה, השם "פרדוקס מפמבה" הוצמד לאפקט זה - על שמו של תלמיד בית ספר מטנגניקה, ארסטו מפמבה, ששאל את אותה שאלה לפרופסור אורח לפיזיקה.
השאלה של הילד עלתה לא מאפס, אלא מתוך תצפיות אישיות גרידא על תהליך קירור תערובות גלידה במטבח. כמובן שהחברים לכיתה שנכחו שם, יחד עם המורה בבית הספר, צחקו על מפמבה - אולם לאחר בדיקה ניסיונית של פרופסור ד' אוסבורן באופן אישי, "התנדף" מהם הרצון ללעוג לאראסטו. יתרה מכך, Mpemba, יחד עם הפרופסור, פרסמו תיאור מפורט של השפעה זו ב-Physics Education בשנת 1969 - ומאז השם הנ"ל תוקן בספרות המדעית.
מהי מהות התופעה?
מערך הניסוי הוא די פשוט: בהיותם שווים, נבדקים כלים זהים בעלי קירות דקים, בהם יש כמויות מים שוות לחלוטין, הנבדלות רק בטמפרטורה. הכלים מועמסים למקרר, ולאחר מכן נרשם הזמן לפני היווצרות הקרח בכל אחד מהם. הפרדוקס הוא שבכלי עם נוזל חם יותר בהתחלה, זה קורה מהר יותר.
איך הפיזיקה המודרנית מסבירה זאת?
לפרדוקס אין הסבר אוניברסלי, שכן מספר תהליכים מקבילים מתקיימים יחד, שתרומתם עשויה להיות שונה מתנאים ראשוניים ספציפיים - אך עם תוצאה אחידה:
- היכולת של נוזל להתקרר - בתחילה מים קרים נוטים יותר להיפותרמיה, כלומר. נשאר נוזלי כאשר הטמפרטורה שלו כבר מתחת לנקודת הקיפאון
- קירור מואץ - קיטור ממים חמים הופך למיקרו-גבישים של קרח, אשר, בעת נפילה לאחור, מאיצים את התהליך ופועלים כ"מחליף חום חיצוני" נוסף.
- אפקט בידוד - בניגוד למים חמים, מים קרים קופאים מלמעלה, מה שמוביל לירידה בהעברת החום על ידי הסעה וקרינה
ישנם מספר הסברים נוספים (בפעם האחרונה שהתחרות על ההשערה הטובה ביותר נערכה על ידי החברה המלכותית הבריטית לכימיה לאחרונה, ב-2012) - אך עדיין אין תיאוריה חד משמעית לכל המקרים של שילובים של תנאי קלט...
חוקרים רבים העלו ומציגים גרסאות משלהם מדוע מים חמים קופאים מהר יותר ממים קרים. זה נראה פרדוקס - אחרי הכל, כדי להקפיא, מים חמים צריכים קודם להתקרר. עם זאת, העובדה נשארת בעינה, ומדענים מסבירים זאת בדרכים שונות.
גרסאות עיקריות
כרגע, יש כמה גרסאות שמסבירות עובדה זו:
- מכיוון שהאיידוי במים חמים מהיר יותר, נפחם יורד. כמות קטנה יותר של מים באותה טמפרטורה קופאת מהר יותר.
- לתא ההקפאה של המקרר יש ריפוד שלג. מיכל המכיל מים חמים ממיס את השלג שמתחתיו. זה משפר את המגע התרמי עם המקפיא.
- הקפאת מים קרים, שלא כמו חמים, מתחילה מלמעלה. במקרה זה, הסעה וקרינת חום, וכתוצאה מכך, איבוד החום מחמיר.
- במים קרים יש מוקדי התגבשות - חומרים מומסים בהם. עם תכולתם הקטנה במים, הציפוי קשה, למרות שבמקביל אפשר לקרר אותו - כאשר יש לו מצב נוזלי בטמפרטורות מתחת לאפס.
אם כי למען ההגינות ניתן לומר שהאפקט הזה לא תמיד נצפה. מים קרים לרוב קופאים מהר יותר ממים חמים.
באיזו טמפרטורה מים קופאים
למה מים קופאים בכלל? הוא מכיל כמות מסוימת של חלקיקים מינרלים או אורגניים. אלה, למשל, יכולים להיות חלקיקים עדינים מאוד של חול, אבק או חימר. כאשר טמפרטורת האוויר יורדת, חלקיקים אלו הופכים למרכזים שסביבם נוצרים גבישי קרח.
תפקידם של גרעיני התגבשות יכול להתבצע גם על ידי בועות אוויר וסדקים במיכל המכיל מים. קצב תהליך הפיכת המים לקרח מושפע במידה רבה ממספר המרכזים הללו - אם יש רבים מהם, הנוזל קופא מהר יותר. בתנאים רגילים, עם לחץ אטמוספרי תקין, המים עוברים למצב מוצק מנוזל בטמפרטורה של 0 מעלות.
המהות של אפקט Mpemba
אפקט המפמבה מובן כפרדוקס, שעיקרו הוא שבנסיבות מסוימות מים חמים קופאים מהר יותר ממים קרים. לתופעה זו הבחינו אריסטו ודקארט. עם זאת, רק בשנת 1963 קבע ארסטו מפמבה, תלמיד בית ספר מטנזניה, שגלידה חמה קופאת בזמן קצר יותר מגלידה קרה. הוא עשה מסקנה כזו בזמן ביצוע משימת הבישול.
הוא נאלץ להמיס סוכר בחלב מבושל ולאחר קירורו להכניסו למקרר להקפאה. ככל הנראה, Mpemba לא היה שונה בחריצות מיוחדת והחל לבצע את החלק הראשון של המשימה באיחור. לכן לא המתין שהחלב יתקרר, והכניס אותו למקרר חם. הוא הופתע מאוד כשהיא קפאה מהר אפילו יותר מזה של חבריו לכיתה, שעשו את העבודה בהתאם לטכנולוגיה הנתונה.
עובדה זו עניינה את הצעיר מאוד, והוא החל בניסויים במים רגילים. בשנת 1969, כתב העת Physics Education פרסם את תוצאות המחקר של Mpemba ופרופסור דניס אוסבורן מאוניברסיטת דאר א-סלאם. האפקט שתיארו קיבל את השם Mpemba. עם זאת, גם כיום אין הסבר ברור לתופעה. כל המדענים מסכימים שהתפקיד העיקרי בכך שייך להבדלים בתכונות של מים צוננים וחמים, אבל מה בדיוק לא ידוע.
גרסת סינגפור
גם פיזיקאים מאחת האוניברסיטאות בסינגפור התעניינו בשאלה אילו מים קופאים מהר יותר - חמים או קרים? צוות חוקרים בראשות שי ג'אנג הסביר את הפרדוקס הזה בדיוק לפי תכונות המים. כולם עדיין יודעים את הרכב המים מבית הספר - אטום חמצן ושני אטומי מימן. חמצן שואב במידה מסוימת אלקטרונים ממימן, ולכן המולקולה היא מעין "מגנט".
כתוצאה מכך, מולקולות מסוימות במים נמשכות מעט זו לזו ומאוחדות על ידי קשר מימן. החוזק שלו נמוך פי כמה מהקשר הקוולנטי. חוקרים מסינגפור מאמינים שההסבר של פרדוקס המפמבה טמון דווקא בקשרי מימן. אם מולקולות מים ממוקמות קרוב מאוד זו לזו, אז אינטראקציה כה חזקה בין מולקולות יכולה לעוות את הקשר הקוולנטי באמצע המולקולה עצמה.
אבל כאשר המים מחוממים, המולקולות הקשורות מתרחקות מעט זו מזו. כתוצאה מכך מתרחשת הרפיה של קשרים קוולנטיים באמצע המולקולות עם החזרת האנרגיה העודפת ומעבר לרמת האנרגיה הנמוכה ביותר. זה מוביל לעובדה שמים חמים מתחילים להתקרר במהירות. כך לפחות מראים החישובים התיאורטיים שביצעו מדענים סינגפורים.
הקפאת מים מיידית - 5 טריקים מדהימים: וידאו
מים הם החומר הפשוט והנפוץ ביותר על פני כדור הארץ. אך יחד עם זאת, המים טומנים בחובם תעלומות רבות. מדענים עדיין ממשיכים לחקור אותו, ומוצאים עוד ועוד נתונים מעניינים על מים.
עובדה ראשונה: המים הנקיים ביותר בפינלנד
לפי אונסק"ו, המים הנקיים ביותר נמצאים בפינלנד. בסך הכל השתתפו 122 מדינות במחקר של מים טבעיים מתוקים. יחד עם זאת, למיליארד אנשים ברחבי העולם אין גישה למים בטוחים כלל.
עובדה שניה: קרח מהיר יותר להשיג ממים חמים
אילו מים הופכים לקרח מהר יותר: חמים או קרים? אם אתה חושב בהיגיון, אז, כמובן, קר. אחרי הכל, החם צריך קודם להתקרר, ואז להקפיא, אבל הקר לא צריך להתקרר. עם זאת, ניסויים מראים כי מים חמים הם שהופכים לקרח מהר יותר.
התשובה המדויקת לשאלה מדוע מים חמים עדיין קופאים מהר יותר ממים קרים עדיין לא קיימת. ייתכן שזה נובע מההבדל בתת-קירור, אידוי, היווצרות קרח, הסעה או השפעת גזים נוזליים על מים חמים וקרים.
עובדה שלישית: קירור-על של מים
כולם זוכרים היטב מהקורס בפיזיקה בבית הספר שהמים קופאים ב-0 מעלות, ורותחים ב-100 מעלות. עם זאת, יש את מה שנקרא קירור-על של מים. בנכס זה יש מים טהורים מאוד - ללא זיהומים. גם כשהם מתקררים מתחת לנקודת הקיפאון, מים כאלה נשארים נוזליים. אבל בשני המקרים, יש טמפרטורות שבהן המים יהפכו לקרח או ירתחו.
עובדה רביעית: למים יש יותר מ-3 מצבים
מאז בית הספר, כולם יודעים שלמים יש 3 מצבי צבירה: נוזלי, מוצק וגזי. עם זאת, מדענים מבחינים בין 5 מצבים שונים של מים בצורה נוזלית ו-14 מצבים בצורה קפואה.
עובדה חמש: מים הם כמו זכוכית
מה קורה אם אתה לוקח מים נקיים קפואים וממשיכים לקרר? תמורות נפלאות יתרחשו עם מים. במינוס 120 מעלות צלזיוס, המים הופכים לצמיגים סופר או צמיגים, ובטמפרטורות הנמוכות מ-135 מעלות הם הופכים למים "זכוכיים". מים "זכוכית" הם מוצק חסר מבנה גבישי כמו זכוכית.
עובדה שש: בסיס החיים הוא מים
מים הם הבסיס לחיים. כל בעלי החיים ויצורי הצומח מורכבים ממים: בעלי חיים - 75%, דגים - 75%, מדוזות - 99%, תפוחי אדמה - 76%, תפוחים - 85%, עגבניות - 90%, מלפפונים - 95%%, אבטיחים - ב-96%. אפילו האדם עשוי ממים. 86% מהמים נמצאים בגופו של יילוד ועד 50% בקשישים.
עובדה שבע: מים הם נשא של מחלות
מים לא רק נותנים חיים, אלא גם יכולים לקחת אותם. 85% מכלל המחלות בעולם מועברות במים. מדי שנה מתים 25 מיליון בני אדם ממחלות אלו.
עובדה שמונה: אדם מת בלי מים
אם אדם מאבד 2% ממשקל גופו במים, אז הוא הופך לצמא מאוד. אם אחוז המים שאבדו יגדל ל-10, האדם יתחיל להזות. עם הפסד של 12%, אדם לא יוכל להחלים ללא עזרת רופא. עם הפסד של 20%, אדם מת.
עובדה תשע: יותר מכל מים מתוקים נמצאים בקרחונים
איפה הכי הרבה מים? התשובה נראית ברורה: באוקיינוסים. עם זאת, למעשה, מעטפת כדור הארץ מכילה פי 10-12 יותר מים מהאוקיינוסים. יחד עם זאת, כמעט כל מסת המים הזמינה על פני כדור הארץ אינה מתאימה לשתייה. אנחנו יכולים לשתות רק 3% מהמים - זה כמה מים טריים יש לנו. אבל אפילו רוב 3% אלה אינם נגישים, מכיוון שהם נמצאים בקרחונים.
עובדה עשר: מים כתזונה
בעזרת מים ניתן להילחם במשקל עודף. על ידי שתיית מים בלבד ממשקאות, אתה יכול להפחית באופן דרסטי את התוכן הקלורי הכולל של הדיאטה. ראשית, בגלל שאדם מפסיק לשתות משקאות מוגזים ומיצים מתוקים עתירי קלוריות, ושנית, בגלל שאחרי מים יש פחות חשק לקחת ממתקים, כמו שקורה עם תה או קפה.
עובדה אחת עשרה: מים ללב בריא
מים עוזרים להפחית את הסיכוי להתקף לב. חוקרים מצאו שאנשים ששותים כשש כוסות מים ביום נוטים פחות ללקות בהתקף לב מאשר אלה ששותים רק שתי כוסות.
עובדה 12: 35 טון מים במהלך החיים
אדם יכול לחיות ללא מים לזמן קצר מאוד. הצורך במים נמצא במקום השני אחרי החמצן. אדם יכול לחיות ללא מזון במשך כשישה שבועות, וללא מים - חמישה עד שבעה ימים. במהלך חייו, אדם שותה כ-35 טון מים.
עובדה שלוש עשרה: המים היקרים ביותר
מים יכולים להיות בחינם, או שהם יכולים להיות יקרים מאוד. המים היקרים ביותר בעולם נמכרים בלוס אנג'לס. היצרנים אורזים את הנוזל היקר עם טעם וערך ph מאוזנים בבקבוקים עם אבני חן "Swarovski". מים כאלה עולים 90 דולר לליטר אחד.
עובדה ארבע עשרה: יש מים בוערים
יש גם מים מסוכנים. אז, למשל, באזרבייג'ן יש מים שיש בהם הרבה מתאן, כך שהם עלולים להתלקח אם מביאים אליהם גפרור. ובסיציליה, באחד האגמים, יש מקורות תת-מימיים של חומצה שמרעילים את כל המים במאגר הזה.
עובדה חמש עשרה: חלבון במים
מי ים הם חומר מזין ביותר. ב-1 cu. ס"מ של מים כאלה מכיל 1.5 גרם חלבון וחומרים אחרים. מדענים מאמינים שהאוקיינוס האטלנטי לבדו, מבחינת ערכו התזונתי, מוערך בכ-20,000 יבולים, הנקצרים לאורך כל השנה ברחבי הארץ.