Eksperiments Rio Negro demonstrē, kā ekstremāli zemās temperatūrās verdošs ūdens var pārvērsties sniegā, pirms tas sasniedz zemi. Līdz ar citiem pārsteidzošiem eksperimentiem to varēs redzēt šodien Telenoche, sākot no plkst. 20.00.
Es nevienam neiesaku uz galvas izliet 100 grādu karstu ūdeni, ja vien viņi neatrodas Makinčao polārās viļņas laikā. Šajā gadījumā viņi to var darīt, jo viņus aizsargās “Mpembas efekta” lietussargs. Un šajā gadījumā viņi nesaņems verdošu ūdeni, bet — brīnumainā kārtā — uz viņu galvām kritīs mīksts sniegs.
Tas pilnīgi pretrunā fizikas pamatiem. Faktiski tas ir pretrunā Ņūtona dzesēšanas likumam, kas datēts ar 17. gadsimtu. Pēc tik ilga laika mēs Rio Negro uzzinām par šo izņēmumu no likuma, kas īsumā saka, ka karsta ūdens (noteiktos apstākļos) var sacietēt ātrāk nekā auksts ūdens.
Šis interesants un pretrunīgs fenomens ir ieguvis savu nosaukumu no Tanzānijas studenta Erasto Mpembas, kurš 1963. gadā, gatavojot saldējumu, pamanīja, ka karstais maisījums sasalst ātrāk nekā aukstais, un dalījās ar savu atklājumu kulinārijas stundā Mkvavas vidusskolā Irindžā, Tanzānijā. Viņa fizikas skolotājs ieinteresējās par šo tēmu, un kopā viņi atklāja šo parādību no jauna, pētīja to un publicēja rakstu skolas zinātniskajā žurnālā.
Mpembas efekts, neskaitot to, ka tas ir lieliska fotogrāfēšanas iespēja, var tikt izmantots, lai paātrinātu ledus gabaliņu, želatīna vai saldējuma pagatavošanu. Es jau iepriekš jums pateikšu, ka šis efekts rodas ļoti specifiskos apstākļos, kurus es izskaidrošu tālāk, tāpēc nesūdzieties, ja jūsu želatīns prasa laiku, jo tam jāatbilst noteiktām prasībām, kuras pat fizikā nav pilnībā skaidras.
Jebkurā gadījumā, mēs drīz uzzināsim visu, jo zinātnieki cītīgi strādā, lai izprastu, ko atklāja Erasto Mpemba. Tam var būt revolucionāri pielietojumi kvantu mehānikas pasaulē, piemēram, efektīvāku kvantu datoru un akumulatoru izstrāde, kas uzlādējas daudz ātrāk.
Bet atgriezīsimies pie eksperimenta Makinchāo, Rio Negro. Kā jau teicu, man bija jāievēro ļoti stingri nosacījumi, lai neapdedzinātu galvu. Es izmērīju temperatūru, mitrumu un ūdens temperatūru. Un plkst. 9 no rīta, tiklīdz uzlēca saule (visaukstākajā dienas laikā), es uzliju verdošu ūdeni sev uz galvas . Man paveicās: sāka snigt . Paldies, Erasto Mpemba!
Karstais ūdens sasala gaisā, un tas bija precīzs attēls tam, cik auksts bija tajā laikā un tajā vietā: 18,2 grādi zem nulles . Tā kā zinātnieki nezina precīzi, kāpēc tas notiek (vai tāpēc, ka daļiņas kļūst kustīgākas, vai tāpēc, ka ūdens iztvaiko ātrāk, samazinot šķidruma masu), man nācās nedaudz riskēt.
Kā jau minējām iepriekš, Mpembas fenomena fiziskie cēloņi nav pilnībā izpētīti. Tomēr, ja mēs ar milzīgām pūlēm “psiholoģiski analizētu” fiziku, mēs varētu tuvināties secinājumam. Ļaujiet man paskaidrot: Mpembas efektu var saprast kā procesa paātrinājumu, kas mēģina mainīt vielas stāvokli uz stabilāku laika gaitā, kaut ko, ko mēs varētu saukt par “stabilu stāvokli” .
Kad ūdens vārās, sistēma iziet no līdzsvara. Tāpēc, “Mpembas acīs”, “nelīdzsvarotai” sistēmai (vārošam ūdenim) ir nepieciešams mazāk laika, lai stabilizētos, nekā “līdzsvarotai” sistēmai (tekstošam ūdenim). Un tieši šī konceptuālā iemesla dēļ dažos gadījumos karstais ūdens atdziest ātrāk nekā aukstais.
Vai esat kādreiz jutuši, ka zem liela spiediena (nedaudz nelīdzsvarota) esat bijuši efektīvāki un labāk risinājuši problēmas? Daži cilvēki saka, ka viņi labāk tiek galā ar vienu lieku lietu. Ja tā domājat, varat attaisnot savu bezatbildību, atsaucoties uz Mpembas efektu. Pārsteidzošs fenomens, kam, kā mēs redzējām, ir pielietojums kulinārijā, fotogrāfijā, kvantu fizikā… un dzērāju attaisnojumos.
