تبدیل آب گرم به یخ

نوشته شده در : ۱۳۹۸٫۰۴٫۱۸
شاید برای شما هم سوال باشد که چرا آب گرم زودتر از آب سرد قابلیت تبدیل شدن به یخ را دارد. این فرضیه عجیب که تحت عنوان پدیده امپمبا از آن یاد می کنند، زمان زیادی است که ذهن بسیاری از شیمیدانان و دانشمندان را به خود مشغول کرده است و بیانگر این است که آب گرم در شرایط خاصی سریعتر از آب سرد می تواند به نقطه انجماد برسد هر چند علت قانع کننده برای صحت این ادعا ثابت نشده است ولی با تحقیق و بررسی هایی که توسط تیم کارشناسی ایزی باتور انجام گرفته است مایلم شما را با فریضه هایی که مورد آزمایش  دانشمندان سراسر دنیا قرار گرفته است، آشنا کنم پس تا انتهای مقاله همراه ما باشید.
چکیده مقاله
یکی از آزمایش هایی که در مورد این فرضیه نتیجه مثبتی را ارائه می دهد این است که؛ همه مولکول های آب با یک پیوند الکترومغناطیسی  بنام پیوند هیدروژنی به یکدیگر متصل می‌شود و جالب است بدانید که همین رابطه باعث کشش مولکول های سطحی آب که در بالاترین نقطه جوش قرار می گیرند، می شود  چرا که مولکول‌های آب گرم زودتر می توانند انرژی را که در خود ذخیره کرده اند، آزاد کنند چونسرعت رها سازی انرژی در آب گرم بالاتر از آب سرد است.

روش تبدیل آب گرم به یخ

بدون شک سوالی که هم اکنون در ذهنان وجود دارد این است که این انرژی چطور در مولکول های آب ذخیره می شود؟
در حالت طبیعی وقتی آب یا هر مایع دیگری چون شیر گرم می‌شود، پیوندهای کووالانسی بین اتم‌ها کشیده می‌شوند و انرژی ذخیره می‌کنند. محققان ادعا می کنند که پیوندهای هیدروژنی، حالتی غیرعادی در آب تولید می‌کنند که با گرم شدن مایع،باعث کوتاه شدن پیوندهای کووالانسی می شوند و انرژی را در خودشان ذخیره می کنند و جالب است که بدانید همین انرژی آزاد شده در پیوندها، حالت یخ زده به خود می گیرد و با گذشت زمان حجم آن افزایش می یابد چون پیوندهای هیدروژنی و پیوندهای قوی‌تری که اتم‌های اکسیژن و هیدروژن را در یک مولکول حفظ کرده اند در واقع همان پیوند کووالانسی هستند که موجب تغییر دادن حالت آب از مایع به جامد می شود.
یکی از محققان معروف به نام دکتر چانگکینگ می‌گوید: «گرما باعث می شود که پیوندهای کووالانسی کوتاه تر و محکم تر شده و متقابلا باعث ذخیره شدن  انرژی در مولکولهای مایع می شوند پس می توان چنین نتیجه گرفت که؛ متقابلا پیوند هیدروژن و اکسیژن اگر در شرایط انجماد قرار بگیرند( جایی مثل فریزر یخچال) انرژی ذخیره شده را با سرعت بیشتری رها کرده و موجب به وجود آوردن اثر امپمبا می شوند»
آب گرم به یخ
« آب گرم به یخ »
یکی دیگر از نویسندگان مطرح بنام دکتر دنیس آزبورن که استاد دانشگاه دارالسلام تانزانیا بود، در مقاله‌ مشهور خود بنام اثر امپمبا چنین می گوید « مکانیزم های متعددی می تواند در به وجود آوردن اثر امپمبا تاثیر داشته باشند و خاصیت پیوند هیدروژن و اکسیژن را تنها یکی از این عوامل می شمارد و می نویسد؛
» آب گرم بخار بیشتری نسبت به آب سرد دارد چونهر چقدر که زمان می برد تا دمای آب داغ پایین بیآید، مقدار کمی از حجم آن بخار شده و در اطراف ظرف پراکنده می شود  و از آنجایی که از مقدار آن کم شده است، پس زودتر از آب سرد می تواند یخ بزند. »
بدون شک بازی هاکی را تماشا کرده اید آیا تا به حال به این فکر کرده اید که  چرا بازیکنان روی یخ راحتر سر می خورند و اینکه چرا  قبل از شروع بازی روی پیست آب گرم می ریزند ؟ در واقع این همان اثر امپمباست که باعث یخ زدگی بیشتر پیست بازی می شود و کار را برای بازیکنان راحت تر می کند. اگر شکل آب به صورت جامد مثل یخ باشد، همواره مولکولهای آن به هم می چسبند و اگر آب گرم روی آن ریخته شود نه تنها پیوستگی آنها از بین نمی رود بلکه دمای سرد و عدم انفصال مولکول ها از همدیگر، سطح یخ را حجیم تر و صاف تر می کند در حالی که مولکول‌های آب که شکل مایعی دارد، از همدیگر جدا هستند و هر چقدر در مجاورت دمای گرم مثل نور خورشید باشند زودتر بخار شده و در اثر تبخیر از حجم آن کاسته می شود.

در ادامه مقاله شما را با دلایل بیشتری آشنا می کنم که عبارتند از

تبخیر
شرایط تبخیر آب بسته به دمایی است که دارد، یعنی هر چه مقدار دما بیشتر باشد به همان اندازه مقدار تبخیر هم افزایش می یابد میزان تبخیر بیشتر است. حالا یک ظرف آب را تصور کنید که دمای آن نسبتا زیاد است و مقداری از آن تبخیر شده است.
از آنجایی که جرم آب كمتر شده است پس خنک شدن آن هم سریع تر از آب سرد اتفاق می افتد. برای توضیح این مسئله به یک دلیل قانع کننده بسنده می کنم و آن این است که؛
هر مایعی  تنها با وجود گرما قابلیت تبخیر شدن دارد و این گرما را از محیط اطراف خود می گیرد. در نتیجه آب دمای سردتری خواهد داشت.

محیط
محیط اطراف آب هم می تواند در روند سرد شدن آب بیشتر تأثیر بگذارد. تصور کنید که یک ظرفی را که آب داخل آن یخ زده است را روی تکه ای دیگر از یخ بگذارید یعنی تماس یک جامد با جامد دیگر در حالی که ظرف آب گرم وقتی روی یخ قرار می گیرد می تواند لایه سطحی یخ را ذوب کند و بیشتر با آب یخ زده تماس پیدا کند و متقابلا ملکولول های آن تماس بهتری با سطح خنک كننده برقرار می كنند و زودتر به نقطه انجماد می رسند.
گاز محلول در آب
آب داغ، نمی تواند گاز بیشتری در خود نگه دارد در حالی که آب سرد گاز بیشتری نسبت به آب گرم دارد در نتیجه چگالی كمتری خواهد داشت که موجب سبک تر شدن آن می شود. متقابلا جریان همرفت در آب گرم گسترش می یابد زودتر آن را سرد می کند.

فوق انجماد (تاخیر در انجماد)
آب در دمای صفر درجه سانتی گراد یخ  نمی بندد چون مولكول های آن در صفردرجه نمی توانند نظم لازم برای ایجاد شبكه بلوری خاص در یخ  پیدا کنند پس باید به پایین تر از صفر درجه  انتقال داده شوند تا بتواند زودتر باعث رشد سریع كریستال های یخی شود.
این وبسایت توسط تیم تخصصی کمپانی آزتک ترکیه طراحی و اجراء شده است
تمامی حقوق مادی و معنوی متعلق به  گروه صنعتی اسکندری میباشد
طراحی شده با
نماد اعتماد