คริสตจักรออร์โธด็อกซ์ไม่ใช่คริสตจักรออร์โธดอกซ์ที่เป็นเพียงโลกล้วนๆ...
พวกเราส่วนใหญ่รู้แต่เรื่องน้ำเท่านั้นว่าหากไม่มีน้ำ “ก็ไม่มีที่นี่หรือที่นั่น” แต่มันซ่อนสิ่งลึกลับไว้มากมายและยังไม่ได้ศึกษาคุณสมบัติหลายประการของมัน เรามาดูกันว่านักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบอะไรบ้างแล้ว
น้ำมีกี่รัฐ?
จาก หลักสูตรของโรงเรียนเรารู้ว่าน้ำเป็นสารของเหลวซึ่งอาจเป็นของแข็งและเป็นก๊าซได้ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ในความเป็นจริง มันไม่มีสามสถานะ แต่มีมากกว่านั้น: มีห้าสถานะเมื่อเป็นของเหลว และ 14 เมื่ออยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ และหากน้ำมีเทนอิ่มตัวมากเกินไป ก็อาจติดไฟได้
โลกจะขาดน้ำได้ไหม?
น้ำทั้งหมดกลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์หรือไม่?
ไม่ใช่ทุกคน สำหรับน้ำที่สะอาดมาก ปราศจากสิ่งเจือปน อุณหภูมิที่ต่ำกว่าศูนย์จะไม่เพียงพอ แต่จะยังคงเป็นของเหลว แต่ก็มีเกณฑ์การแช่แข็งของตัวเองเช่นกัน ซึ่งต่ำกว่าน้ำธรรมดาทั่วไป
ประเทศใดมีน้ำที่สะอาดที่สุด?
แน่นอนว่าฉันอยากจะจดจำแหล่งน้ำของเรา และอย่างแรกเลยคือทะเลสาบไบคาล แต่อนิจจาทะเลสาบแห่งหนึ่งจะไม่สร้างสภาพอากาศ แต่ น้ำสะอาดไปหาเพื่อนบ้านของเราดีกว่า - ฟินแลนด์ ตามการศึกษาของ UNESCO ประเทศนี้เกิดขึ้นที่หนึ่งในบรรดา 122 ประเทศทั่วโลก อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาเดียวกัน หนึ่งในเจ็ดของประชากรโลกของเราดื่มน้ำ ซึ่งการใช้น้ำดังกล่าวเป็นอันตรายต่อสุขภาพ...
น้ำไหนจะกลายเป็นน้ำแข็งได้เร็วกว่า - เย็นหรือร้อน?
น่าแปลกที่อันที่สองถึงแม้ว่ามันจะต้องทำให้เย็นสนิทก่อนที่จะแช่แข็งก็ตาม คุณสมบัติของน้ำนี้ถือเป็น ข้อเท็จจริงที่น่าอัศจรรย์: เหตุใดสิ่งนี้จึงเกิดขึ้น นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้อธิบาย บางทีการพิสูจน์ปรากฏการณ์นี้อาจทำให้สักวันหนึ่ง รางวัลโนเบลสำหรับทฤษฎีบท Poincaré ที่น่าตื่นเต้น...
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณทำให้น้ำเย็นเกินไป?
เมื่อสิ่งที่กลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ การเปลี่ยนแปลงที่น่าทึ่งเริ่มต้นขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ นักวิทยาศาสตร์ต้องประหลาดใจเมื่อพบว่ามีน้ำแช่แข็งถึง -120° และมีความหนืด ต่ำกว่าศูนย์อีก 15° และกลายเป็นสิ่งที่คล้ายกับแก้ว
น้ำฆ่า
เป็นโรคที่อันตรายที่สุดสำหรับมนุษย์แพร่กระจายผ่านวิธี "น้ำ" ทุกวันนี้การติดเชื้อมากถึง 2/3 ถูกส่งผ่านด้วยวิธีนี้ ตามสถิติทุกๆ ปี ผู้คนบนโลกประมาณ 25 ล้านคนเสียชีวิตจากการดื่มน้ำที่ปนเปื้อน
แต่หากไม่มีเธอก็ไม่มีชีวิต!
ทุกชีวิตบนโลกของเรามีน้ำและจะตายหากขาดน้ำ สัตว์ประกอบด้วยน้ำ 75% มันฝรั่งมีน้ำ 76% และแตงโมมีน้ำ 96% ร่างกายมนุษย์มีน้ำประมาณ 70% แต่ตัวเลขนี้จะแตกต่างกันไปตามอายุ ในร่างกายของทารกแรกเกิดมีมากกว่า 85% ในร่างกายของคนชรา - ประมาณ 50% ปรากฎว่าเมื่อเราอายุมากขึ้น เราจะสูญเสียน้ำ และในช่วงชีวิตของเราเราสามารถดื่มน้ำได้ประมาณ 35 ตัน!
นักโภชนาการทางน้ำ
“การนั่งบนขนมปังและน้ำ” หมายถึงการอดอยาก แต่ไม่ใช่จากชีวิตที่ดี แต่คนที่มีน้ำหนักเกินสามารถ “นั่งบนน้ำคนเดียว” ได้จริงๆ โดยกำจัดเครื่องดื่มอื่นๆ ออกจากอาหาร และลดน้ำหนักได้อย่างมาก ตามที่นักโภชนาการกล่าวว่านี่เป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุด วิธีที่มีประสิทธิภาพลดน้ำหนัก
ในปี 1963 นักเรียนโรงเรียนในประเทศแทนซาเนียชื่อ Erasto Mpemba สังเกตเห็นว่าหากคุณนำภาชนะสองใบที่มีปริมาณนมเท่ากัน หนึ่งในภาชนะนั้นก็จะมีนมอยู่ อุณหภูมิห้องและอีกอย่างคือร้อนนมร้อนจะแข็งตัวในช่องแช่แข็งเร็วกว่านมเย็นมาก จากนั้นเขาก็ทำการทดลองแบบเดียวกันกับน้ำ และได้ผลเหมือนกันทุกประการ ครูฟิสิกส์ที่ Mpemba หันไปขอคำชี้แจงกลับหัวเราะตอบเท่านั้น
แต่จิตใจที่อยากรู้อยากเห็นของ Mpemba หลอกหลอนเขา และเขาได้ถามคำถามนี้กับศาสตราจารย์ Dennis Osborne ซึ่งได้รับการเชิญจาก University College ในดาร์ เอส ซาลาม ให้บรรยายเรื่องฟิสิกส์ ออสบอร์นพบว่าคำถามนี้น่าสนใจ และในปี 1969 เขาและนักเรียนของเขาตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับผลการทดลองในวารสาร Physics Education นับตั้งแต่มีการตีพิมพ์ เอฟเฟกต์นี้ถูกเรียกว่าเอฟเฟกต์ Mpemba
ในความเป็นจริงผลกระทบนี้เป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ: Aristotle, F. Bacon, R. Descartes สนใจในเรื่องนี้
ความขัดแย้งของเอฟเฟกต์ Mpemba ก็คือช่วงเวลาที่ร่างกายเย็นลงจนถึงอุณหภูมิโดยรอบควรเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างร่างกายนี้กับสิ่งแวดล้อม กฎนี้จัดทำขึ้นโดย I. Newton และตั้งแต่นั้นมาก็ได้รับการยืนยันในทางปฏิบัติหลายครั้ง และในกรณีนี้น้ำเดือดจะร้อนถึง 100 องศา C เย็นลงถึง 0 องศา C ได้เร็วกว่าปริมาณน้ำเท่ากัน โดยมีอุณหภูมิ เช่น 35 องศา C แม้ว่าในระหว่างการทำความเย็น น้ำเดือดจะต้องผ่าน "เกณฑ์" ที่ 35 องศาเซลเซียส
ต่อไปนี้เป็นข้อสันนิษฐานบางส่วนที่นักวิทยาศาสตร์หยิบยกขึ้นมา:
- ในระหว่างการทำความเย็น น้ำร้อนจะระเหยออกไปและปริมาตรจะลดลง ดังนั้นปริมาณน้ำที่น้อยลงก็จะเย็นลงเร็วขึ้น นอกจากนี้เนื่องจากการระเหยทำให้อุณหภูมิของน้ำลดลงเร็วขึ้น
- ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่าง น้ำร้อนและมีอากาศมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าการแลกเปลี่ยนความร้อนเกิดขึ้นด้วยความเข้มข้นที่มากขึ้น สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่า น้ำร้อนแข็งตัวเร็วขึ้น
- บนพื้นผิว น้ำเย็นชั้นน้ำแข็งถูกสร้างขึ้นซึ่งไม่เพียงป้องกันการระเหยของน้ำเท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็น "เบาะ" ชนิดหนึ่งที่ช่วยปกป้องน้ำส่วนใหญ่ไม่ให้เย็นลง และน้ำร้อนไม่มีน้ำแข็งอยู่บนพื้นผิว ดังนั้น กระบวนการระเหยและทำความเย็นจึงใช้เวลานานขึ้น การสูญเสียความร้อนเกิดขึ้นเร็วขึ้น และส่งผลให้น้ำร้อนกลายเป็นน้ำแข็งเร็วขึ้น
- ในน้ำร้อน พันธะไฮโดรเจนจะแข็งแรงกว่าในน้ำเย็น เนื่องจากน้ำร้อนกักเก็บพลังงานไว้ในพันธะไฮโดรเจนได้มากขึ้น จึงหมายความว่าพลังงานจะถูกปล่อยออกมามากขึ้นเมื่อเย็นลงถึงอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ สิ่งนี้อธิบายว่าทำไมน้ำร้อนถึงแข็งตัวเร็วขึ้น
O:H-O พันธะไฮโดรเจนในผลึกน้ำแข็ง
น้ำเป็นหนึ่งในของเหลวที่น่าทึ่งที่สุดในโลกซึ่งมีคุณสมบัติที่ไม่ธรรมดา ตัวอย่างเช่นน้ำแข็ง สถานะของแข็งของเหลวมีความถ่วงจำเพาะต่ำกว่าน้ำ ซึ่งทำให้การกำเนิดและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตบนโลกเป็นไปได้อย่างมาก นอกจากนี้ในหลอกวิทยาศาสตร์และ โลกวิทยาศาสตร์มีการพูดคุยกันว่าน้ำใดจะแข็งตัวเร็วขึ้น - ร้อนหรือเย็น ใครก็ตามที่สามารถพิสูจน์ได้ว่าของเหลวร้อนแข็งตัวเร็วขึ้นภายใต้เงื่อนไขบางประการและยืนยันวิธีแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์จะได้รับรางวัล 1,000 ปอนด์จาก British Royal Society of Chemists
พื้นหลัง
ความจริงที่ว่าภายใต้เงื่อนไขหลายประการ น้ำร้อนจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น ซึ่งสังเกตเห็นได้ในยุคกลาง Francis Bacon และ René Descartes ใช้ความพยายามอย่างมากในการอธิบายปรากฏการณ์นี้ อย่างไรก็ตาม จากมุมมองของวิศวกรรมความร้อนแบบคลาสสิก ความขัดแย้งนี้ไม่สามารถอธิบายได้ และพวกเขาพยายามที่จะปิดบังเรื่องนี้อย่างเขินอาย แรงผลักดันให้การอภิปรายดำเนินต่อไปคือเรื่องราวที่ค่อนข้างน่าสงสัยซึ่งเกิดขึ้นกับ Erasto Mpemba เด็กนักเรียนชาวแทนซาเนียในปี 1963 วันหนึ่งระหว่างเรียนทำขนมหวานที่โรงเรียนสอนทำอาหาร เด็กชายเกิดสมาธิกับเรื่องอื่นจนไม่มีเวลาทำให้ส่วนผสมไอศกรีมเย็นลงทันเวลาและติดอยู่ในนั้น ตู้แช่แข็งสารละลายน้ำตาลร้อนในนม เขาประหลาดใจที่ผลิตภัณฑ์เย็นตัวเร็วกว่าของเพื่อนผู้ปฏิบัติงานที่สังเกตอยู่บ้าง ระบอบการปกครองของอุณหภูมิทำไอศกรีม
ด้วยความพยายามที่จะเข้าใจแก่นแท้ของปรากฏการณ์เด็กชายจึงหันไปหาครูสอนฟิสิกส์ผู้ซึ่งเยาะเย้ยการทดลองทำอาหารของเขาโดยไม่ต้องลงรายละเอียด อย่างไรก็ตาม Erasto มีความโดดเด่นด้วยความดื้อรั้นที่น่าอิจฉาและทำการทดลองต่อไปไม่ใช่บนนม แต่ทำบนน้ำ เขาเชื่อว่าในบางกรณีน้ำร้อนจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น
หลังจากเข้าเรียนที่มหาวิทยาลัย Dar es Salaam แล้ว Erasto Mpembe เข้าร่วมการบรรยายโดยศาสตราจารย์ Dennis G. Osborne หลังจากเสร็จสิ้น นักเรียนทำให้นักวิทยาศาสตร์งงงวยด้วยปัญหาเกี่ยวกับอัตราการแช่แข็งของน้ำซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ดี.จี. ออสบอร์นเยาะเย้ยการตั้งคำถามนี้ โดยประกาศด้วยความมั่นใจว่านักเรียนที่ยากจนคนใดรู้ว่าน้ำเย็นจะหยุดเร็วขึ้น อย่างไรก็ตาม ความดื้อรั้นตามธรรมชาติของชายหนุ่มทำให้ตัวเองรู้สึกได้ เขาเดิมพันกับศาสตราจารย์โดยเสนอให้ทำการทดสอบทดลองในห้องทดลองที่นี่ Erasto วางภาชนะใส่น้ำสองใบในช่องแช่แข็ง ภาชนะหนึ่งที่อุณหภูมิ 95°F (35°C) และอีกภาชนะที่อุณหภูมิ 212°F (100°C) ลองนึกภาพความประหลาดใจของศาสตราจารย์และ “แฟนๆ” ที่อยู่รอบๆ เมื่อน้ำในภาชนะที่สองแข็งตัวเร็วขึ้น ตั้งแต่นั้นมา ปรากฏการณ์นี้จึงถูกเรียกว่า "Mpemba Paradox"
อย่างไรก็ตาม จนถึงปัจจุบัน ยังไม่มีสมมติฐานทางทฤษฎีที่สอดคล้องกันที่อธิบาย "Mpemba Paradox" มันไม่ชัดเจนว่าอันไหน ปัจจัยภายนอก, องค์ประกอบทางเคมีน้ำการมีก๊าซละลายอยู่ในนั้นและ แร่ธาตุมีอิทธิพลต่ออัตราการแช่แข็งของของเหลวที่อุณหภูมิต่างๆ ความขัดแย้งของ "ผลกระทบ Mpemba" ก็คือมันขัดแย้งกับกฎข้อหนึ่งที่ค้นพบโดย I. Newton ซึ่งระบุว่าเวลาในการทำความเย็นของน้ำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างของเหลวและสิ่งแวดล้อม และหากของเหลวอื่น ๆ ทั้งหมดปฏิบัติตามกฎหมายนี้โดยสมบูรณ์ น้ำในบางกรณีก็เป็นข้อยกเว้น
ทำไมน้ำร้อนถึงแข็งตัวเร็วขึ้น?ต
มีหลายสาเหตุที่ทำให้น้ำร้อนแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น สิ่งสำคัญคือ:
- น้ำร้อนระเหยเร็วขึ้นในขณะที่ปริมาตรลดลงและปริมาตรของเหลวที่น้อยลงจะเย็นลงเร็วขึ้น - เมื่อน้ำหล่อเย็นจาก + 100°C ถึง 0°C การสูญเสียปริมาตรที่ความดันบรรยากาศจะสูงถึง 15%
- ความเข้มของการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างของเหลวและ สิ่งแวดล้อมยิ่งอุณหภูมิต่างกันมากเท่าใด การสูญเสียความร้อนของน้ำเดือดก็จะผ่านไปเร็วขึ้น
- เมื่อน้ำร้อนเย็นตัวลง เปลือกน้ำแข็งจะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิว เพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวกลายเป็นน้ำแข็งและระเหยไปโดยสิ้นเชิง
- ที่ อุณหภูมิสูงน้ำถูกผสมโดยการพาความร้อนช่วยลดเวลาในการแช่แข็ง
- ก๊าซที่ละลายในน้ำจะลดจุดเยือกแข็งลง เพื่อขจัดพลังงานในการเกิดผลึก - ในน้ำร้อนจะไม่มีก๊าซละลาย
เงื่อนไขทั้งหมดเหล่านี้ได้รับการทดสอบซ้ำหลายครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง David Auerbach นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันค้นพบว่าอุณหภูมิการตกผลึกของน้ำร้อนจะสูงกว่าน้ำเย็นเล็กน้อย ซึ่งทำให้อุณหภูมิในการตกผลึกของน้ำร้อนเร็วขึ้นเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ต่อมาการทดลองของเขาถูกวิพากษ์วิจารณ์ และนักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่า "เอฟเฟกต์ Mpemba" ซึ่งกำหนดว่าน้ำใดจะแข็งตัวเร็วขึ้น - ร้อนหรือเย็น สามารถทำซ้ำได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้น ซึ่งไม่มีใครค้นหาและระบุจนถึงขณะนี้
นักวิจัยหลายคนได้หยิบยกและเสนอแนวทางของตนเองว่าทำไมน้ำร้อนถึงแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น ดูเหมือนจะเป็นเรื่องที่ขัดแย้งกัน - เพื่อแช่แข็ง น้ำร้อนจะต้องเย็นก่อน อย่างไรก็ตาม ข้อเท็จจริงนี้ยังคงเป็นข้อเท็จจริง และนักวิทยาศาสตร์ก็อธิบายเรื่องนี้ด้วยวิธีที่ต่างกันออกไป
รุ่นหลัก
บน ในขณะนี้มีหลายเวอร์ชันที่อธิบายข้อเท็จจริงนี้:
- เนื่องจากน้ำร้อนระเหยเร็วขึ้น ปริมาตรจึงลดลง และการแข็งตัวของน้ำปริมาณน้อยที่อุณหภูมิเดียวกันจะเกิดขึ้นเร็วกว่า
- ช่องแช่แข็งของตู้เย็นมีแผ่นบุหิมะ ภาชนะที่บรรจุน้ำร้อนละลายหิมะที่อยู่ด้านล่าง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงการสัมผัสความร้อนกับช่องแช่แข็ง
- การแช่แข็งน้ำเย็นซึ่งแตกต่างจากน้ำร้อนเริ่มต้นที่ด้านบน ในเวลาเดียวกัน การพาความร้อนและการแผ่รังสีความร้อน ส่งผลให้การสูญเสียความร้อนแย่ลง
- น้ำเย็นมีศูนย์กลางการตกผลึก - สารที่ละลายอยู่ในนั้น หากเนื้อหาในน้ำมีน้อย การทำไอซิ่งก็ทำได้ยาก แม้ว่าในขณะเดียวกันก็สามารถทำการทำความเย็นแบบซุปเปอร์คูลได้ - เมื่อที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์จะมีสถานะเป็นของเหลว
แม้ว่าในความเป็นธรรมก็สามารถกล่าวได้ว่า เอฟเฟกต์นี้ไม่ได้ถูกสังเกตเสมอไป บ่อยครั้งที่น้ำเย็นจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำร้อน
น้ำจะแข็งตัวที่อุณหภูมิเท่าใด
ทำไมน้ำถึงแข็งเลย? ประกอบด้วยแร่ธาตุหรืออนุภาคอินทรีย์จำนวนหนึ่ง สิ่งเหล่านี้อาจเป็นอนุภาคขนาดเล็กมากของทราย ฝุ่น หรือดินเหนียว เมื่ออุณหภูมิอากาศลดลง อนุภาคเหล่านี้จะเป็นศูนย์กลางที่ผลึกน้ำแข็งก่อตัว
บทบาทของนิวเคลียสของการตกผลึกสามารถเกิดขึ้นได้จากฟองอากาศและรอยแตกในภาชนะที่บรรจุน้ำ ความเร็วของกระบวนการเปลี่ยนน้ำให้เป็นน้ำแข็งนั้นได้รับอิทธิพลอย่างมากจากจำนวนศูนย์กลางดังกล่าว - หากมีหลายแห่งของเหลวก็จะแข็งตัวเร็วขึ้น ภายใต้สภาวะปกติด้วยความปกติ ความดันบรรยากาศน้ำจะเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็งจากของเหลวที่อุณหภูมิ 0 องศา
สาระสำคัญของเอฟเฟกต์ Mpemba
เอฟเฟกต์ Mpemba เป็นสิ่งที่ขัดแย้งกัน โดยมีสาระสำคัญคือภายใต้สถานการณ์บางอย่าง น้ำร้อนจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น อริสโตเติลและเดส์การตส์สังเกตเห็นปรากฏการณ์นี้ อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งปี 1963 Erasto Mpemba เด็กนักเรียนชาวแทนซาเนียตัดสินใจว่าไอศกรีมร้อนใช้เวลาในการแช่แข็งนานกว่า เวลาอันสั้นกว่าความเย็น เขาสรุปเรื่องนี้ขณะทำงานทำอาหารเสร็จ
เขาต้องละลายน้ำตาลในนมต้มแล้วเมื่อเย็นแล้วนำไปแช่ในตู้เย็นเพื่อแช่แข็ง เห็นได้ชัดว่า Mpemba ไม่ได้ขยันเป็นพิเศษและเริ่มทำงานส่วนแรกให้เสร็จช้า ดังนั้นเขาจึงไม่รอให้นมเย็นลงแล้วจึงนำไปแช่ในตู้เย็นที่ร้อน เขาประหลาดใจมากเมื่อมันแข็งตัวเร็วกว่าเพื่อนร่วมชั้นที่ทำงานตามเทคโนโลยีที่กำหนด
ข้อเท็จจริงนี้ทำให้ชายหนุ่มสนใจเป็นอย่างมาก และเขาเริ่มทดลองกับน้ำเปล่า ในปี 1969 วารสาร Physics Education ได้ตีพิมพ์ผลการวิจัยของ Mpemba และศาสตราจารย์ Dennis Osborne แห่งมหาวิทยาลัย Dar Es Salaam เอฟเฟกต์ที่พวกเขาอธิบายนั้นได้รับชื่อ Mpemba อย่างไรก็ตาม แม้กระทั่งทุกวันนี้ก็ยังไม่มีคำอธิบายที่ชัดเจนสำหรับปรากฏการณ์นี้ นักวิทยาศาสตร์ทุกคนเห็นพ้องกันว่าบทบาทหลักในเรื่องนี้มาจากความแตกต่างในคุณสมบัติของน้ำเย็นและน้ำร้อน แต่ยังไม่ทราบแน่ชัด
เวอร์ชั่นสิงคโปร์
นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแห่งหนึ่งในสิงคโปร์สนใจคำถามที่ว่าน้ำใดแข็งตัวเร็วกว่า - ร้อนหรือเย็น ทีมนักวิจัยที่นำโดยซี จาง อธิบายความขัดแย้งนี้อย่างแม่นยำด้วยคุณสมบัติของน้ำ ทุกคนรู้องค์ประกอบของน้ำจากโรงเรียน - อะตอมออกซิเจนและอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอม ออกซิเจนจะดึงอิเล็กตรอนออกจากไฮโดรเจนในระดับหนึ่ง ดังนั้นโมเลกุลจึงเป็น "แม่เหล็ก" ชนิดหนึ่ง
เป็นผลให้โมเลกุลบางชนิดในน้ำถูกดึงดูดเข้าหากันเล็กน้อยและรวมเป็นหนึ่งเดียวกันด้วยพันธะไฮโดรเจน ความแข็งแรงของมันต่ำกว่าพันธะโควาเลนต์หลายเท่า นักวิจัยชาวสิงคโปร์เชื่อว่าคำอธิบายของความขัดแย้งของ Mpemba นั้นอยู่ที่พันธะไฮโดรเจนอย่างแน่นอน ถ้าโมเลกุลของน้ำถูกวางชิดกันแน่นหนา ปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงระหว่างโมเลกุลอาจทำให้พันธะโควาเลนต์ที่อยู่ตรงกลางโมเลกุลเปลี่ยนรูปได้
แต่เมื่อน้ำร้อนขึ้น โมเลกุลที่จับกันจะเคลื่อนตัวออกจากกันเล็กน้อย ส่งผลให้มีการคลายตัวเกิดขึ้นตรงกลางโมเลกุล พันธะโควาเลนต์ด้วยการปล่อยพลังงานส่วนเกินและการเปลี่ยนไปสู่ระดับพลังงานที่ต่ำลง สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าน้ำร้อนเริ่มเย็นลงอย่างรวดเร็ว อย่างน้อยที่สุด นี่คือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ชาวสิงคโปร์แสดงการคำนวณทางทฤษฎี
น้ำแช่แข็งทันที - 5 เคล็ดลับที่น่าทึ่ง: วิดีโอ
น้ำเป็นสสารที่ง่ายที่สุดและพบได้บ่อยที่สุดในโลก แต่ในขณะเดียวกัน น้ำก็เต็มไปด้วยความลึกลับมากมาย นักวิทยาศาสตร์ยังคงสำรวจต่อไป โดยค้นหาข้อมูลที่น่าสนใจเกี่ยวกับน้ำมากขึ้นเรื่อยๆ
ข้อเท็จจริงที่หนึ่ง: น้ำที่สะอาดที่สุดในฟินแลนด์
จากข้อมูลของ UNESCO น้ำที่สะอาดที่สุดอยู่ในฟินแลนด์ รวมในการวิจัยสด น้ำธรรมชาติมี 122 ประเทศเข้าร่วม ในเวลาเดียวกัน ผู้คน 1 พันล้านคนทั่วโลกไม่สามารถเข้าถึงน้ำสะอาดได้เลย
ข้อเท็จจริงที่สอง: ดึงน้ำแข็งจากน้ำร้อนได้เร็วกว่า
น้ำอะไรจะกลายเป็นน้ำแข็งได้เร็วกว่า: ร้อนหรือเย็น? ถ้าเราคิดอย่างมีเหตุผล แน่นอนว่ามันหนาว อันที่ร้อนจะต้องทำให้เย็นลงก่อนแล้วจึงแข็ง แต่อันที่เย็นไม่จำเป็นต้องทำให้เย็นลง อย่างไรก็ตาม การทดลองแสดงให้เห็นว่าน้ำร้อนกลายเป็นน้ำแข็งได้เร็วกว่า
ยังไม่มีคำตอบที่แน่ชัดสำหรับคำถามที่ว่าทำไมน้ำร้อนถึงแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น บางทีสาเหตุอาจเป็นความแตกต่างในการทำความเย็นยิ่งยวด การระเหย การก่อตัวของน้ำแข็ง การพาความร้อน หรือเหตุผลก็คือผลกระทบของก๊าซเหลวต่อน้ำร้อนและน้ำเย็น
ความจริงข้อที่สาม: น้ำที่เย็นเป็นพิเศษ
ทุกคนจำได้ดีจากหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียนว่าน้ำกลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิ 0 องศาและเดือดที่ 100 องศา อย่างไรก็ตาม มีสิ่งที่เรียกว่าการทำให้น้ำเย็นยิ่งยวด น้ำที่บริสุทธิ์มากมีคุณสมบัตินี้ - ปราศจากสิ่งเจือปน แม้ว่าจะเย็นลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง น้ำดังกล่าวก็ยังคงเป็นของเหลว แต่ในทั้งสองกรณี มีอุณหภูมิที่น้ำจะกลายเป็นน้ำแข็งหรือเดือด
ข้อเท็จจริงที่สี่: น้ำมีมากกว่า 3 สถานะ
ตั้งแต่สมัยเรียน ใครๆ ก็รู้ว่าน้ำมี 3 สถานะของการรวมตัว: ของเหลว ของแข็ง และก๊าซ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์แยกแยะสถานะของน้ำได้ 5 สถานะในรูปของเหลว และ 14 สถานะในรูปแช่แข็ง
ข้อเท็จจริงที่ห้า: น้ำก็เหมือนแก้ว
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณเอาของแช่แข็งมา? น้ำสะอาดและระบายความร้อนต่อ? การเปลี่ยนแปลงอันน่าอัศจรรย์จะเกิดขึ้นพร้อมกับน้ำ ที่อุณหภูมิลบ 120 องศาเซลเซียส น้ำจะมีความหนืดสูงหรือมีความหนืด และที่อุณหภูมิต่ำกว่าลบ 135 องศา น้ำจะกลายเป็นน้ำ "คล้ายแก้ว" น้ำ “แก้ว” เป็นสารที่เป็นของแข็งที่ไม่มีโครงสร้างเป็นผลึกเหมือนแก้ว
ข้อเท็จจริงที่หก: พื้นฐานของชีวิตคือน้ำ
น้ำเป็นพื้นฐานของชีวิต สัตว์และพืชทุกชนิดประกอบด้วยน้ำ: สัตว์ - 75%, ปลา - 75%, แมงกะพรุน - 99%, มันฝรั่ง - 76%, แอปเปิ้ล - 85%, มะเขือเทศ - 90%, แตงกวา - 95 %, แตงโม - 96% . แม้แต่มนุษย์ก็เกิดมาจากน้ำ น้ำ 86% อยู่ในร่างกายของทารกแรกเกิด และมากถึง 50% ในผู้สูงอายุ
ข้อเท็จจริงที่เจ็ด: น้ำเป็นพาหะของโรค
น้ำไม่เพียงแต่ให้ชีวิตเท่านั้น แต่ยังสามารถนำพามันออกไปได้อีกด้วย 85% ของโรคทั้งหมดในโลกติดต่อผ่านทางน้ำ ทุกปี มีผู้เสียชีวิตจากโรคเหล่านี้ 25 ล้านคน
ข้อเท็จจริงที่แปด: คนๆ หนึ่งเสียชีวิตโดยไม่มีน้ำ
หากบุคคลหนึ่งสูญเสียน้ำ 2% ของน้ำหนักตัวเขาจะกระหายน้ำมาก หากเปอร์เซ็นต์ของน้ำที่สูญเสียไปเพิ่มขึ้นเป็น 10 บุคคลนั้นจะเริ่มมีอาการประสาทหลอน ด้วยการสูญเสีย 12% บุคคลจะไม่สามารถฟื้นตัวได้หากไม่ได้รับความช่วยเหลือจากแพทย์ หากสูญเสีย 20% บุคคลนั้นก็จะเสียชีวิต
ข้อเท็จจริงที่เก้า: น้ำจืดส่วนใหญ่อยู่ในธารน้ำแข็ง
น้ำอยู่ที่ไหนมากที่สุด? คำตอบดูเหมือนชัดเจน: ในมหาสมุทรโลก อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง เปลือกโลกมีน้ำมากกว่ามหาสมุทรโลกถึง 10-12 เท่า ในขณะเดียวกัน น้ำเกือบทั้งหมดที่มีอยู่บนโลกนี้ไม่เหมาะสำหรับการดื่ม เราสามารถดื่มน้ำได้เพียง 3% เท่านั้น นั่นคือปริมาณน้ำจืดที่เรามี แต่ถึงกระนั้น 3% ส่วนใหญ่ก็ไม่สามารถเข้าถึงได้เนื่องจากมีอยู่ในธารน้ำแข็ง
ข้อเท็จจริงที่สิบ: น้ำเป็นอาหาร
ด้วยความช่วยเหลือของน้ำคุณสามารถต่อสู้กับน้ำหนักส่วนเกินได้ การบริโภคน้ำจากเครื่องดื่มเพียงอย่างเดียวจะช่วยลดปริมาณแคลอรี่โดยรวมในอาหารของคุณได้อย่างมาก ประการแรกเพราะคน ๆ หนึ่งหยุดดื่มโซดาและน้ำผลไม้หวานที่มีแคลอรีสูง และประการที่สอง เพราะหลังจากดื่มน้ำแล้ว ความปรารถนาที่จะทานขนมหวานก็น้อยลง เช่นเดียวกับในกรณีของชาหรือกาแฟ
ข้อเท็จจริงที่สิบเอ็ด: น้ำเพื่อสุขภาพหัวใจที่ดี
น้ำช่วยลดโอกาสที่จะเกิดภาวะหัวใจวายได้ ในระหว่างการศึกษา นักวิทยาศาสตร์พบว่าคนที่ดื่มน้ำประมาณหกแก้วต่อวันมีความเสี่ยงต่อโรคหลอดเลือดสมองน้อยกว่า ไม่เหมือนคนที่ดื่มน้ำเพียงสองแก้วเท่านั้น
ความจริงสิบสอง: น้ำ 35 ตันในชีวิต
คนเราไม่สามารถอยู่ได้นานมากหากไม่มีน้ำ ความต้องการน้ำมาเป็นอันดับสองรองจากออกซิเจน บุคคลสามารถมีชีวิตอยู่ได้ประมาณหกสัปดาห์โดยไม่มีอาหาร และห้าถึงเจ็ดวันโดยไม่มีน้ำ ตลอดชีวิตของเขา คนๆ หนึ่งดื่มน้ำประมาณ 35 ตัน
ข้อเท็จจริงที่สิบสาม: น้ำที่แพงที่สุด
น้ำอาจฟรีหรืออาจมีราคาแพงมาก น้ำที่แพงที่สุดในโลกมีขายในลอสแองเจลิส ผู้ผลิตบรรจุของเหลวอันล้ำค่าที่มีรสชาติและค่า ph ที่สมดุลในขวดที่ประดับด้วยเพชรพลอยจาก Swarovski น้ำนี้มีราคา 90 ดอลลาร์ต่อลิตร
ข้อเท็จจริงที่สิบสี่: มีน้ำที่ไหม้อยู่
นอกจากนี้ยังมีน้ำที่เป็นอันตราย ตัวอย่างเช่น ในอาเซอร์ไบจานมีน้ำที่มีมีเทนเป็นจำนวนมาก ดังนั้นจึงอาจลุกไหม้ได้หากคุณนำไม้ขีดไปด้วย และในซิซิลี ในทะเลสาบแห่งหนึ่ง มีแหล่งกรดใต้น้ำที่เป็นพิษต่อน้ำทั้งหมดในอ่างเก็บน้ำนี้
ข้อเท็จจริงที่สิบห้า: โปรตีนในน้ำ
น้ำทะเลเป็นสารที่มีคุณค่าทางโภชนาการสูง ใน 1 ลูกบาศก์ ซม. ของน้ำดังกล่าวประกอบด้วยโปรตีน 1.5 กรัมและสารอื่น ๆ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าคุณค่าทางโภชนาการของมหาสมุทรแอตแลนติกเพียงอย่างเดียวนั้นอยู่ที่ประมาณ 20,000 พืชผล ซึ่งเก็บเกี่ยวได้ตลอดทั้งปีทั่วทั้งแผ่นดิน
