আপনি কি কখনও ভেবে দেখেছেন কেন 82 ডিগ্রি সেলসিয়াসে উত্তপ্ত জল ঠান্ডা জলের চেয়ে দ্রুত জমা হয়? সম্ভবত না, আমি আরও বেশি নিশ্চিত যে প্রশ্নটি আপনার কাছে কখনও আসেনি: কোন জল দ্রুত জমাট বাঁধে, গরম বা ঠান্ডা?
যাইহোক, এই আশ্চর্যজনক আবিষ্কারটি 1963 সালে একটি সাধারণ আফ্রিকান স্কুলছাত্র ইরাস্তো এমপেম্বা দ্বারা করা হয়েছিল। এটি একটি কৌতূহলী ছেলের স্বাভাবিক অভিজ্ঞতা ছিল, অবশ্যই সে তার অর্থ সঠিকভাবে ব্যাখ্যা করতে পারেনি এবং তদুপরি, 1966 সাল পর্যন্ত সারা বিশ্বের বিজ্ঞানীরা একটি পরিষ্কার এবং প্রমাণ দিতে পারেননি। প্রশ্নের উত্তর - কেন গরম জলঠান্ডার চেয়ে দ্রুত জমে যায়।
ঠান্ডা পানিতে প্রচুর পরিমাণে দ্রবীভূত অক্সিজেন থাকে, তিনিই 0 ডিগ্রিতে জলের হিমায়িত তাপমাত্রা বজায় রাখেন। যদি জল থেকে অক্সিজেন অপসারণ করা হয়, এবং যখন জল গরম করা হয়, তখন বায়ুর বুদবুদগুলি জলে দ্রবীভূত হয়, যেমনটি এখন বলা ফ্যাশনেবল, ধসে পড়ুন, জল স্বাভাবিকের মতো শূন্য ডিগ্রিতে নয়, বরফে পরিণত হয়, এবং ইতিমধ্যে 4 ডিগ্রি সেলসিয়াসে. এটি জলে দ্রবীভূত অক্সিজেন যা জলের অণুগুলির মধ্যে বন্ধন ভেঙে দেয়, জলকে তরল থেকে কঠিন অবস্থায় যেতে বাধা দেয় এবং সহজে পরিণত হয়
1963 সালে, ইরাস্তো এমপেম্বা নামে একজন তানজানিয়ার স্কুলছাত্র তার শিক্ষককে একটি বোকা প্রশ্ন করেছিল - কেন তার ফ্রিজারে থাকা উষ্ণ আইসক্রিম ঠান্ডার চেয়ে দ্রুত জমে গেল?
তানজানিয়ার মাগাম্বি হাই স্কুলের ছাত্র হিসাবে, ইরাস্তো এমপেম্বা একজন বাবুর্চি হিসাবে ব্যবহারিক কাজ করেছিলেন। তাকে ঘরে তৈরি আইসক্রিম তৈরি করতে হবে - দুধ সিদ্ধ করুন, এতে চিনি দ্রবীভূত করুন, ঘরের তাপমাত্রায় ঠান্ডা করুন এবং তারপরে ফ্রিজে রাখুন। স্পষ্টতই, এমপেম্বা বিশেষভাবে পরিশ্রমী ছাত্র ছিলেন না এবং টাস্কের প্রথম অংশটি সম্পূর্ণ করতে বিলম্ব করেছিলেন। ভয়ে যে তিনি পাঠ শেষে এটি তৈরি করবেন না, তিনি ফ্রিজে গরম দুধ রেখেছিলেন। তাকে অবাক করে দিয়ে, এটি তার কমরেডদের দুধের চেয়েও আগে হিমায়িত হয়েছিল, প্রদত্ত প্রযুক্তি অনুসারে প্রস্তুত।
তিনি ব্যাখ্যা করার জন্য পদার্থবিজ্ঞানের শিক্ষকের দিকে ফিরে গেলেন, কিন্তু তিনি কেবল ছাত্রটিকে দেখে হেসেছিলেন, নিম্নলিখিতটি বলেছিলেন: "এটি সর্বজনীন পদার্থবিদ্যা নয়, এমপেম্বা পদার্থবিদ্যা।" এর পরে, এমপেম্বা কেবল দুধ নয়, সাধারণ জল দিয়েও পরীক্ষা করেছিলেন।
যাই হোক না কেন, ইতিমধ্যেই এমকওয়াভা মাধ্যমিক বিদ্যালয়ের ছাত্র হিসাবে, তিনি দার এস সালামের ইউনিভার্সিটি কলেজের অধ্যাপক ডেনিস অসবর্নকে (বিদ্যালয়ের পরিচালক শিক্ষার্থীদের কাছে পদার্থবিজ্ঞানের উপর বক্তৃতা দেওয়ার জন্য আমন্ত্রণ জানিয়েছিলেন) বিশেষভাবে জল সম্পর্কে জিজ্ঞাসা করেছিলেন: “যদি আপনি গ্রহণ করেন সমান পরিমাণে জল সহ দুটি অভিন্ন পাত্রে যাতে তাদের একটিতে জলের তাপমাত্রা 35 ডিগ্রি সেলসিয়াস থাকে এবং অন্যটিতে - 100 ডিগ্রি সেলসিয়াস থাকে এবং সেগুলিকে ফ্রিজে রাখুন, তারপরে দ্বিতীয়টিতে জল দ্রুত জমে যাবে। কেন?" অসবোর্ন এই বিষয়ে আগ্রহী হয়ে ওঠেন এবং শীঘ্রই, 1969 সালে, তিনি এবং এমপেম্বা তাদের পরীক্ষার ফলাফল পদার্থবিদ্যা শিক্ষা জার্নালে প্রকাশ করেন। তারপর থেকে, তারা যে প্রভাব আবিষ্কার করেছিল তাকে এমপেম্বা প্রভাব বলা হয়।
আপনি কি এটি কেন ঘটছে তা জানতে আগ্রহী? মাত্র কয়েক বছর আগে, বিজ্ঞানীরা এই ঘটনাটি ব্যাখ্যা করতে পেরেছিলেন ...
Mpemba প্রভাব (Mpemba প্যারাডক্স) হল একটি প্যারাডক্স যা বলে যে কিছু পরিস্থিতিতে গরম জল ঠাণ্ডা জলের চেয়ে দ্রুত জমে যায়, যদিও হিমায়িত প্রক্রিয়ার সময় এটিকে অবশ্যই ঠান্ডা জলের তাপমাত্রা অতিক্রম করতে হবে। এই প্যারাডক্সটি একটি পরীক্ষামূলক সত্য যা স্বাভাবিক ধারণার বিরোধিতা করে, যে অনুসারে, একই অবস্থার অধীনে, একটি কম উত্তপ্ত শরীর একই তাপমাত্রায় শীতল হওয়ার চেয়ে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় শীতল হতে বেশি সময় নেয়।
এই ঘটনাটি তাদের সময়ে অ্যারিস্টটল, ফ্রান্সিস বেকন এবং রেনে ডেসকার্টস লক্ষ্য করেছিলেন। এখন অবধি, এই অদ্ভুত প্রভাবটি কীভাবে ব্যাখ্যা করা যায় তা সঠিকভাবে কেউ জানে না। বিজ্ঞানীদের একটি একক সংস্করণ নেই, যদিও অনেক আছে। এটি গরম এবং ঠান্ডা জলের বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে পার্থক্য সম্পর্কে, তবে এটি এখনও স্পষ্ট নয় যে কোন বৈশিষ্ট্যগুলি এক্ষেত্রে ভূমিকা পালন করে: সুপারকুলিং, বাষ্পীভবন, বরফ গঠন, পরিচলন বা জলের উপর তরল গ্যাসের প্রভাবের পার্থক্য বিভিন্ন তাপমাত্রা। Mpemba প্রভাবের প্যারাডক্স হল যে সময়ে একটি শরীর পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় শীতল হয় তা এই দেহ এবং পরিবেশের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্যের সমানুপাতিক হওয়া উচিত। এই আইনটি নিউটন দ্বারা প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল এবং তারপর থেকে বহুবার অনুশীলনে নিশ্চিত করা হয়েছে। এই প্রভাবে, 100 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রার জল 35 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রার একই পরিমাণ জলের চেয়ে দ্রুত 0 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় ঠান্ডা হয়।
তারপর থেকে, বিভিন্ন সংস্করণ প্রকাশ করা হয়েছে, যার মধ্যে একটি নিম্নরূপ ছিল: গরম জলের অংশ প্রথমে সহজভাবে বাষ্পীভূত হয়, এবং তারপরে, যখন এটির কম থাকে, জল দ্রুত জমে যায়। এই সংস্করণটি, তার সরলতার কারণে, সর্বাধিক জনপ্রিয় হয়ে ওঠে, তবে বিজ্ঞানীদের সম্পূর্ণরূপে সন্তুষ্ট করেনি।
এখন সিঙ্গাপুরের নানইয়াং টেকনোলজিক্যাল ইউনিভার্সিটির গবেষকদের একটি দল, যার নেতৃত্বে রসায়নবিদ শি ঝাং, বলেছেন যে তারা কেন উষ্ণ জল ঠান্ডা জলের চেয়ে দ্রুত জমাট বাঁধে সেই প্রাচীন রহস্যের সমাধান করেছেন৷ চীনা বিশেষজ্ঞরা যেমন খুঁজে পেয়েছেন, রহস্যটি জলের অণুগুলির মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধনে সঞ্চিত শক্তির পরিমাণের মধ্যে রয়েছে।
আপনি জানেন যে, জলের অণুগুলি একটি অক্সিজেন পরমাণু এবং দুটি হাইড্রোজেন পরমাণু সমন্বিত বন্ধন দ্বারা একত্রিত হয়ে থাকে, যা কণা স্তরে ইলেকট্রনের বিনিময়ের মতো দেখায়। আরেকটি সুপরিচিত সত্য হল যে হাইড্রোজেন পরমাণু প্রতিবেশী অণু থেকে অক্সিজেন পরমাণুর প্রতি আকৃষ্ট হয় - হাইড্রোজেন বন্ধন গঠিত হয়।
একই সময়ে, জলের অণুগুলি সাধারণত একে অপরকে বিকর্ষণ করে। সিঙ্গাপুরের বিজ্ঞানীরা লক্ষ্য করেছেন: জল যত উষ্ণ হবে, বিকর্ষণ শক্তি বৃদ্ধির কারণে তরলের অণুর মধ্যে দূরত্ব তত বেশি হবে। ফলস্বরূপ, হাইড্রোজেন বন্ধন প্রসারিত হয় এবং তাই আরও শক্তি সঞ্চয় করে। এই শক্তি নির্গত হয় যখন জল ঠান্ডা হয় - অণুগুলি একে অপরের কাছাকাছি চলে যায়। এবং শক্তির মুক্তি, যেমনটি পরিচিত, মানে শীতল হওয়া।
এখানে বিজ্ঞানীদের দ্বারা অনুমান করা হয়েছে:
বাষ্পীভবন
গরম জল পাত্র থেকে দ্রুত বাষ্পীভূত হয়, যার ফলে এর আয়তন হ্রাস পায় এবং একই তাপমাত্রায় একটি ছোট আয়তনের জল দ্রুত জমে যায়। 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসে উত্তপ্ত জল 0 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ঠান্ডা হলে তার ভরের 16% হারায়। বাষ্পীভবন প্রভাব একটি দ্বিগুণ প্রভাব। প্রথমত, ঠান্ডা করার জন্য প্রয়োজনীয় জলের ভর হ্রাস পায়। এবং দ্বিতীয়ত, বাষ্পীভবনের কারণে এর তাপমাত্রা কমে যায়।
তাপমাত্রার পার্থক্য
গরম জল এবং ঠান্ডা বাতাসের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য বেশি হওয়ার কারণে, এই ক্ষেত্রে তাপ বিনিময় আরও তীব্র এবং গরম জল দ্রুত শীতল হয়।
হাইপোথার্মিয়া
যখন পানি 0°C এর নিচে ঠান্ডা হয় তখন তা সবসময় জমে যায় না। কিছু অবস্থার অধীনে, এটি হিমাঙ্কের নীচে তাপমাত্রায় তরল থেকে অব্যাহত রেখে সুপার কুলিংয়ের মধ্য দিয়ে যেতে পারে। কিছু ক্ষেত্রে, এমনকি -20 ডিগ্রি সেলসিয়াসেও জল তরল থাকতে পারে। এই প্রভাবের কারণ হল যে প্রথম বরফের স্ফটিক তৈরি হতে শুরু করার জন্য, স্ফটিক গঠন কেন্দ্রগুলির প্রয়োজন। যদি এগুলি তরল জলে উপস্থিত না থাকে, তবে তাপমাত্রা স্বতঃস্ফূর্তভাবে স্ফটিক গঠনের জন্য যথেষ্ট হ্রাস না হওয়া পর্যন্ত সুপারকুলিং অব্যাহত থাকবে। যখন তারা সুপার কুলড তরলে তৈরি হতে শুরু করে, তখন তারা দ্রুত বাড়তে শুরু করবে, স্লাশ বরফ তৈরি করবে, যা বরফ তৈরি করতে জমাট বাঁধবে। গরম জল হাইপোথার্মিয়ার জন্য সবচেয়ে বেশি সংবেদনশীল কারণ এটি গরম করার ফলে দ্রবীভূত গ্যাস এবং বুদবুদ দূর হয়, যা বরফের স্ফটিক গঠনের কেন্দ্র হিসাবে কাজ করতে পারে। হাইপোথার্মিয়া কেন গরম জল দ্রুত জমে যায়? ঠাণ্ডা জলের ক্ষেত্রে যা সুপার কুল করা হয় না, নিম্নলিখিতগুলি ঘটে: এর পৃষ্ঠে বরফের একটি পাতলা স্তর তৈরি হয়, যা জল এবং ঠান্ডা বাতাসের মধ্যে একটি অন্তরক হিসাবে কাজ করে এবং এর ফলে আরও বাষ্পীভবন রোধ করে। এই ক্ষেত্রে বরফ স্ফটিক গঠনের হার কম হবে। গরম পানির ক্ষেত্রে সুপার কুলিংয়ের শিকার হয়, সুপার কুলড পানিতে বরফের প্রতিরক্ষামূলক পৃষ্ঠ স্তর থাকে না। অতএব, এটি খোলা শীর্ষের মাধ্যমে অনেক দ্রুত তাপ হারায়। যখন সুপারকুলিং প্রক্রিয়া শেষ হয় এবং জল জমে যায়, তখন অনেক বেশি তাপ নষ্ট হয় এবং তাই আরও বরফ তৈরি হয়। এই প্রভাবের অনেক গবেষক এমপেম্বা প্রভাবের ক্ষেত্রে হাইপোথার্মিয়াকে প্রধান কারণ বলে মনে করেন।
পরিচলন
ঠাণ্ডা জল উপরে থেকে জমাট বাঁধতে শুরু করে, যার ফলে তাপ বিকিরণ এবং পরিচলনের প্রক্রিয়াগুলিকে আরও খারাপ করে, এবং তাই তাপের ক্ষতি হয়, যখন গরম জল নীচে থেকে জমাট বাঁধতে শুরু করে। এই প্রভাব জলের ঘনত্ব একটি অসঙ্গতি দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়. পানির সর্বোচ্চ ঘনত্ব 4°C। আপনি যদি জলকে 4 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় ঠান্ডা করেন এবং কম তাপমাত্রার পরিবেশে এটি রাখেন তবে জলের পৃষ্ঠের স্তরটি দ্রুত জমে যাবে। কারণ এই জলটি 4°C তাপমাত্রায় জলের চেয়ে কম ঘন, এটি একটি পাতলা ঠান্ডা স্তর তৈরি করে পৃষ্ঠের উপর থাকবে। এই অবস্থার অধীনে, অল্প সময়ের মধ্যে জলের পৃষ্ঠে বরফের একটি পাতলা স্তর তৈরি হবে, তবে বরফের এই স্তরটি একটি অন্তরক হিসাবে কাজ করবে, জলের নীচের স্তরগুলিকে রক্ষা করবে, যা 4 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় থাকবে। . অতএব, আরও শীতল প্রক্রিয়া ধীর হবে। গরম পানির ক্ষেত্রে পরিস্থিতি সম্পূর্ণ ভিন্ন। বাষ্পীভবন এবং একটি বৃহত্তর তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে জলের পৃষ্ঠ স্তরটি আরও দ্রুত শীতল হবে। এছাড়াও, ঠান্ডা জলের স্তরগুলি গরম জলের স্তরগুলির চেয়ে ঘন, তাই ঠান্ডা জলের স্তরটি নীচে ডুবে যাবে, উষ্ণ জলের স্তরটিকে পৃষ্ঠে নিয়ে আসবে। জলের এই সঞ্চালন তাপমাত্রার দ্রুত হ্রাস নিশ্চিত করে। কিন্তু কেন এই প্রক্রিয়া একটি ভারসাম্য বিন্দু পৌঁছায় না? পরিচলনের দৃষ্টিকোণ থেকে Mpemba প্রভাব ব্যাখ্যা করার জন্য, এটি অনুমান করা প্রয়োজন যে জলের ঠান্ডা এবং গরম স্তরগুলি পৃথক করা হয়েছে এবং গড় জলের তাপমাত্রা 4 ° C এর নিচে নেমে যাওয়ার পরে পরিচলন প্রক্রিয়া নিজেই চলতে থাকে। যাইহোক, এই অনুমানকে সমর্থন করার জন্য কোন পরীক্ষামূলক প্রমাণ নেই যে জলের ঠান্ডা এবং গরম স্তরগুলি পরিচলনের প্রক্রিয়া দ্বারা পৃথক করা হয়।
পানিতে দ্রবীভূত গ্যাস
পানিতে সর্বদা দ্রবীভূত গ্যাস থাকে - অক্সিজেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইড। এই গ্যাসগুলোর পানির হিমাঙ্ক কমানোর ক্ষমতা রয়েছে। যখন জল গরম করা হয়, তখন এই গ্যাসগুলি জল থেকে নির্গত হয় কারণ উচ্চ তাপমাত্রায় জলে তাদের দ্রবণীয়তা কম থাকে। অতএব, যখন গরম জল ঠাণ্ডা হয়, এতে সবসময় গরম না করা ঠান্ডা জলের তুলনায় কম দ্রবীভূত গ্যাস থাকে। অতএব, উত্তপ্ত জলের হিমাঙ্ক বিন্দু বেশি এবং এটি দ্রুত জমাট বাঁধে। Mpemba প্রভাব ব্যাখ্যা করার ক্ষেত্রে এই ফ্যাক্টরটিকে কখনও কখনও প্রধান হিসাবে বিবেচনা করা হয়, যদিও এই সত্যটি নিশ্চিত করার জন্য কোনও পরীক্ষামূলক ডেটা নেই।
তাপ পরিবাহিতা
যখন ছোট পাত্রে রেফ্রিজারেটরের কম্পার্টমেন্ট ফ্রিজারে জল রাখা হয় তখন এই প্রক্রিয়াটি একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে। এই অবস্থার অধীনে, এটি লক্ষ্য করা গেছে যে গরম জলের একটি পাত্র ফ্রিজারের নীচের বরফকে গলিয়ে দেয়, যার ফলে ফ্রিজের প্রাচীরের সাথে তাপীয় যোগাযোগ এবং তাপ পরিবাহিতা উন্নত হয়। ফলস্বরূপ, গরম জলের পাত্র থেকে তাপ ঠান্ডা থেকে দ্রুত সরানো হয়। পরিবর্তে, ঠান্ডা জলের একটি পাত্রে নীচের তুষার গলবে না। এই সমস্ত (পাশাপাশি অন্যান্য) শর্তগুলি অনেক পরীক্ষায় অধ্যয়ন করা হয়েছিল, তবে প্রশ্নের একটি দ্ব্যর্থহীন উত্তর - এর মধ্যে কোনটি এমপেম্বা প্রভাবের 100% প্রজনন নিশ্চিত করে - কখনই পাওয়া যায়নি। উদাহরণস্বরূপ, 1995 সালে, জার্মান পদার্থবিদ ডেভিড আউরবাচ এই প্রভাবের উপর সুপারকুলিং জলের প্রভাব অধ্যয়ন করেছিলেন। তিনি আবিষ্কার করেছিলেন যে গরম জল, একটি সুপার কুলড অবস্থায় পৌঁছেছে, ঠান্ডা জলের চেয়ে উচ্চ তাপমাত্রায় জমাট বাঁধে এবং তাই পরবর্তীটির চেয়ে দ্রুত। কিন্তু ঠাণ্ডা জল গরম জলের চেয়ে দ্রুত ঠাণ্ডা অবস্থায় পৌঁছে যায়, যার ফলে আগের ব্যবধানের ক্ষতিপূরণ হয়। উপরন্তু, Auerbach এর ফলাফল পূর্ববর্তী তথ্যের বিরোধিতা করে যে গরম জল কম স্ফটিককরণ কেন্দ্রের কারণে অধিকতর সুপারকুলিং অর্জন করতে সক্ষম হয়েছিল। যখন জল গরম করা হয়, এতে দ্রবীভূত গ্যাসগুলি তা থেকে সরে যায় এবং যখন এটি সেদ্ধ করা হয়, তখন এতে কিছু লবণ দ্রবীভূত হয়। আপাতত, শুধুমাত্র একটি জিনিস বলা যেতে পারে: এই প্রভাবের পুনরুত্পাদন উল্লেখযোগ্যভাবে সেই অবস্থার উপর নির্ভর করে যার অধীনে পরীক্ষাটি করা হয়। অবিকল কারণ এটি সর্বদা পুনরুত্পাদিত হয় না।
কিন্তু তারা বলে, সবচেয়ে সম্ভবত কারণ.
যেমন রসায়নবিদরা তাদের নিবন্ধে লিখেছেন, যা প্রিপ্রিন্ট ওয়েবসাইট arXiv.org-এ পাওয়া যাবে, হাইড্রোজেন বন্ধন ঠান্ডা জলের চেয়ে গরম জলে শক্তিশালী। এইভাবে, এটি দেখা যাচ্ছে যে গরম জলের হাইড্রোজেন বন্ডে আরও শক্তি সঞ্চিত হয়, যার অর্থ সাব-জিরো তাপমাত্রায় ঠাণ্ডা হলে এর আরও বেশি মুক্তি হয়। এই কারণে, শক্ত হওয়া দ্রুত ঘটে।
আজ অবধি, বিজ্ঞানীরা এই রহস্যটি কেবল তাত্ত্বিকভাবে সমাধান করেছেন। যখন তারা তাদের সংস্করণের বিশ্বাসযোগ্য প্রমাণ উপস্থাপন করে, তখন কেন গরম জল ঠান্ডা জলের চেয়ে দ্রুত জমে যায় সেই প্রশ্নটি বন্ধ হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে।
Mpemba প্রভাব(এমপেম্বা'স প্যারাডক্স) একটি প্যারাডক্স যা বলে যে কিছু পরিস্থিতিতে গরম জল ঠান্ডা জলের চেয়ে দ্রুত জমাট বাঁধে, যদিও হিমায়িত প্রক্রিয়ার সময় এটিকে অবশ্যই ঠান্ডা জলের তাপমাত্রা অতিক্রম করতে হবে। এই প্যারাডক্সটি একটি পরীক্ষামূলক সত্য যা স্বাভাবিক ধারণার বিরোধিতা করে, যে অনুসারে, একই অবস্থার অধীনে, একটি কম উত্তপ্ত শরীর একই তাপমাত্রায় শীতল হওয়ার চেয়ে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় শীতল হতে বেশি সময় নেয়।
এই ঘটনাটি এক সময়ে অ্যারিস্টটল, ফ্রান্সিস বেকন এবং রেনে দেকার্তের দ্বারা লক্ষ্য করা হয়েছিল, কিন্তু এটি শুধুমাত্র 1963 সালে তানজানিয়ার স্কুলবয় ইরাস্তো এমপেম্বা আবিষ্কার করেছিলেন যে একটি গরম আইসক্রিম মিশ্রণটি ঠান্ডার চেয়ে দ্রুত জমে যায়।
তানজানিয়ার মাগাম্বি হাই স্কুলের ছাত্র হিসাবে, ইরাস্তো এমপেম্বা একজন বাবুর্চি হিসাবে ব্যবহারিক কাজ করেছিলেন। তাকে ঘরে তৈরি আইসক্রিম তৈরি করতে হবে - দুধ সিদ্ধ করুন, এতে চিনি দ্রবীভূত করুন, ঘরের তাপমাত্রায় ঠান্ডা করুন এবং তারপরে ফ্রিজে রাখুন। স্পষ্টতই, এমপেম্বা বিশেষভাবে পরিশ্রমী ছাত্র ছিলেন না এবং টাস্কের প্রথম অংশটি সম্পূর্ণ করতে বিলম্ব করেছিলেন। ভয়ে যে তিনি পাঠ শেষে এটি তৈরি করবেন না, তিনি ফ্রিজে গরম দুধ রেখেছিলেন। তাকে অবাক করে দিয়ে, এটি তার কমরেডদের দুধের চেয়েও আগে হিমায়িত হয়েছিল, প্রদত্ত প্রযুক্তি অনুসারে প্রস্তুত।
এর পরে, এমপেম্বা কেবল দুধ নয়, সাধারণ জল দিয়েও পরীক্ষা করেছিলেন। যাই হোক না কেন, ইতিমধ্যেই এমকওয়াভা মাধ্যমিক বিদ্যালয়ের ছাত্র হিসাবে, তিনি দার এস সালামের ইউনিভার্সিটি কলেজের অধ্যাপক ডেনিস অসবর্নকে (বিদ্যালয়ের পরিচালক শিক্ষার্থীদের কাছে পদার্থবিজ্ঞানের উপর বক্তৃতা দেওয়ার জন্য আমন্ত্রণ জানিয়েছিলেন) বিশেষভাবে জল সম্পর্কে জিজ্ঞাসা করেছিলেন: “যদি আপনি গ্রহণ করেন সমান পরিমাণে জল সহ দুটি অভিন্ন পাত্রে যাতে তাদের একটিতে জলের তাপমাত্রা 35 ডিগ্রি সেলসিয়াস থাকে এবং অন্যটিতে - 100 ডিগ্রি সেলসিয়াস থাকে এবং সেগুলিকে ফ্রিজে রাখুন, তারপরে দ্বিতীয়টিতে জল দ্রুত জমে যাবে। কেন?" অসবোর্ন এই বিষয়ে আগ্রহী হয়ে ওঠেন এবং শীঘ্রই, 1969 সালে, তিনি এবং এমপেম্বা তাদের পরীক্ষার ফলাফল পদার্থবিদ্যা শিক্ষা জার্নালে প্রকাশ করেন। তারপর থেকে, তারা আবিষ্কৃত প্রভাব বলা হয় Mpemba প্রভাব.
এখন অবধি, এই অদ্ভুত প্রভাবটি কীভাবে ব্যাখ্যা করা যায় তা সঠিকভাবে কেউ জানে না। বিজ্ঞানীদের একটি একক সংস্করণ নেই, যদিও অনেক আছে। এটি গরম এবং ঠান্ডা জলের বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে পার্থক্য সম্পর্কে, তবে এটি এখনও স্পষ্ট নয় যে কোন বৈশিষ্ট্যগুলি এক্ষেত্রে ভূমিকা পালন করে: সুপারকুলিং, বাষ্পীভবন, বরফ গঠন, পরিচলন বা জলের উপর তরল গ্যাসের প্রভাবের পার্থক্য বিভিন্ন তাপমাত্রা।
Mpemba প্রভাবের প্যারাডক্স হল যে সময়ে একটি শরীর পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় শীতল হয় তা এই দেহ এবং পরিবেশের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্যের সমানুপাতিক হওয়া উচিত। এই আইনটি নিউটন দ্বারা প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল এবং তারপর থেকে বহুবার অনুশীলনে নিশ্চিত করা হয়েছে। এই প্রভাবে, 100 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রার জল 35 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রার একই পরিমাণ জলের চেয়ে দ্রুত 0 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় ঠান্ডা হয়।
যাইহোক, এটি এখনও একটি প্যারাডক্স বোঝায় না, যেহেতু Mpemba প্রভাবটি পরিচিত পদার্থবিজ্ঞানের কাঠামোর মধ্যে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। Mpemba প্রভাবের জন্য এখানে কিছু ব্যাখ্যা রয়েছে:
বাষ্পীভবন
গরম জল পাত্র থেকে দ্রুত বাষ্পীভূত হয়, যার ফলে এর আয়তন হ্রাস পায় এবং একই তাপমাত্রায় একটি ছোট আয়তনের জল দ্রুত জমে যায়। 100 C-তে উত্তপ্ত জল 0 C-এ ঠান্ডা হলে তার ভরের 16% হারায়।
বাষ্পীভবন প্রভাব একটি দ্বিগুণ প্রভাব। প্রথমত, ঠান্ডা করার জন্য প্রয়োজনীয় জলের ভর হ্রাস পায়। এবং দ্বিতীয়ত, তাপমাত্রা কমে যায় এই কারণে যে জলের পর্যায় থেকে বাষ্প পর্যায়ে রূপান্তরের বাষ্পীভবনের তাপ হ্রাস পায়।
তাপমাত্রার পার্থক্য
গরম জল এবং ঠান্ডা বাতাসের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য বেশি হওয়ার কারণে, তাই এই ক্ষেত্রে তাপ বিনিময় আরও তীব্র এবং গরম জল দ্রুত শীতল হয়।
হাইপোথার্মিয়া
যখন জল 0 সেন্টিগ্রেডের নিচে ঠান্ডা হয়, তখন এটি সবসময় জমে যায় না। কিছু অবস্থার অধীনে, এটি হিমাঙ্কের নীচে তাপমাত্রায় তরল থেকে অব্যাহত রেখে সুপার কুলিংয়ের মধ্য দিয়ে যেতে পারে। কিছু ক্ষেত্রে, -20 সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায়ও জল তরল থাকতে পারে।
এই প্রভাবের কারণ হল যে প্রথম বরফের স্ফটিক তৈরি হতে শুরু করার জন্য, স্ফটিক গঠন কেন্দ্রগুলির প্রয়োজন। যদি এগুলি তরল জলে উপস্থিত না থাকে, তবে তাপমাত্রা স্বতঃস্ফূর্তভাবে স্ফটিক গঠনের জন্য যথেষ্ট হ্রাস না হওয়া পর্যন্ত সুপারকুলিং অব্যাহত থাকবে। যখন তারা সুপার কুলড তরলে তৈরি হতে শুরু করে, তখন তারা দ্রুত বাড়তে শুরু করবে, স্লাশ বরফ তৈরি করবে, যা বরফ তৈরি করতে জমাট বাঁধবে।
গরম জল হাইপোথার্মিয়ার জন্য সবচেয়ে বেশি সংবেদনশীল কারণ এটি গরম করার ফলে দ্রবীভূত গ্যাস এবং বুদবুদ দূর হয়, যা বরফের স্ফটিক গঠনের কেন্দ্র হিসাবে কাজ করতে পারে।
হাইপোথার্মিয়া কেন গরম জল দ্রুত জমে যায়? ঠান্ডা জলের ক্ষেত্রে যা সুপার কুল করা হয় না, নিম্নলিখিতগুলি ঘটে। এই ক্ষেত্রে, জাহাজের পৃষ্ঠে বরফের একটি পাতলা স্তর তৈরি হবে। বরফের এই স্তরটি জল এবং ঠান্ডা বাতাসের মধ্যে একটি অন্তরক হিসাবে কাজ করবে এবং আরও বাষ্পীভবন রোধ করবে। এই ক্ষেত্রে বরফ স্ফটিক গঠনের হার কম হবে। গরম পানির ক্ষেত্রে সুপার কুলিংয়ের শিকার হয়, সুপার কুলড পানিতে বরফের প্রতিরক্ষামূলক পৃষ্ঠ স্তর থাকে না। অতএব, এটি খোলা শীর্ষের মাধ্যমে অনেক দ্রুত তাপ হারায়।
যখন সুপারকুলিং প্রক্রিয়া শেষ হয় এবং জল জমে যায়, তখন অনেক বেশি তাপ নষ্ট হয় এবং তাই আরও বরফ তৈরি হয়।
এই প্রভাবের অনেক গবেষক এমপেম্বা প্রভাবের ক্ষেত্রে হাইপোথার্মিয়াকে প্রধান কারণ বলে মনে করেন।
পরিচলন
ঠাণ্ডা জল উপরে থেকে জমাট বাঁধতে শুরু করে, যার ফলে তাপ বিকিরণ এবং পরিচলনের প্রক্রিয়াগুলিকে আরও খারাপ করে, এবং তাই তাপের ক্ষতি হয়, যখন গরম জল নীচে থেকে জমাট বাঁধতে শুরু করে।
এই প্রভাব জলের ঘনত্ব একটি অসঙ্গতি দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়. পানির সর্বোচ্চ ঘনত্ব 4 সে. এ। আপনি যদি পানিকে 4 সেন্টিগ্রেডে ঠান্ডা করেন এবং কম তাপমাত্রায় রাখেন, তাহলে পানির পৃষ্ঠের স্তর দ্রুত জমে যাবে। যেহেতু এই জলটি 4 সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় জলের চেয়ে কম ঘন, এটি একটি পাতলা ঠান্ডা স্তর তৈরি করে পৃষ্ঠে থাকবে। এই অবস্থার অধীনে, অল্প সময়ের মধ্যে জলের পৃষ্ঠে বরফের একটি পাতলা স্তর তৈরি হবে, তবে বরফের এই স্তরটি একটি অন্তরক হিসাবে কাজ করবে, জলের নীচের স্তরগুলিকে রক্ষা করবে, যা 4 সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় থাকবে। অতএব, আরও শীতল প্রক্রিয়া ধীর হবে।
গরম পানির ক্ষেত্রে পরিস্থিতি সম্পূর্ণ ভিন্ন। বাষ্পীভবন এবং একটি বৃহত্তর তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে জলের পৃষ্ঠ স্তরটি আরও দ্রুত শীতল হবে। এছাড়াও, ঠান্ডা জলের স্তরগুলি গরম জলের স্তরগুলির চেয়ে ঘন হয়, তাই ঠান্ডা জলের স্তরটি নীচে ডুবে যাবে, উষ্ণ জলের স্তরটিকে পৃষ্ঠে উত্থাপন করবে। জলের এই সঞ্চালন তাপমাত্রার দ্রুত হ্রাস নিশ্চিত করে।
কিন্তু কেন এই প্রক্রিয়া একটি ভারসাম্য বিন্দু পৌঁছায় না? পরিচলনের এই দৃষ্টিকোণ থেকে Mpemba প্রভাব ব্যাখ্যা করার জন্য, এটি অনুমান করা প্রয়োজন যে জলের ঠান্ডা এবং গরম স্তরগুলি পৃথক করা হয়েছে এবং গড় জলের তাপমাত্রা 4 সেন্টিগ্রেডের নিচে নেমে যাওয়ার পরে পরিবাহন প্রক্রিয়া নিজেই চলতে থাকে।
যাইহোক, এই অনুমানকে সমর্থন করার জন্য কোন পরীক্ষামূলক প্রমাণ নেই যে জলের ঠান্ডা এবং গরম স্তরগুলি পরিচলনের প্রক্রিয়া দ্বারা পৃথক করা হয়।
পানিতে দ্রবীভূত গ্যাস
পানিতে সর্বদা দ্রবীভূত গ্যাস থাকে - অক্সিজেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইড। এই গ্যাসগুলোর পানির হিমাঙ্ক কমানোর ক্ষমতা রয়েছে। যখন জল গরম করা হয়, তখন এই গ্যাসগুলি জল থেকে নির্গত হয় কারণ উচ্চ তাপমাত্রায় জলে তাদের দ্রবণীয়তা কম থাকে। অতএব, যখন গরম জল ঠাণ্ডা হয়, এতে সবসময় গরম না করা ঠান্ডা জলের তুলনায় কম দ্রবীভূত গ্যাস থাকে। অতএব, উত্তপ্ত জলের হিমাঙ্ক বিন্দু বেশি এবং এটি দ্রুত জমাট বাঁধে। Mpemba প্রভাব ব্যাখ্যা করার ক্ষেত্রে এই ফ্যাক্টরটিকে কখনও কখনও প্রধান হিসাবে বিবেচনা করা হয়, যদিও এই সত্যটি নিশ্চিত করার জন্য কোনও পরীক্ষামূলক ডেটা নেই।
তাপ পরিবাহিতা
যখন ছোট পাত্রে রেফ্রিজারেটরের কম্পার্টমেন্ট ফ্রিজারে জল রাখা হয় তখন এই প্রক্রিয়াটি একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে। এই অবস্থার অধীনে, এটি লক্ষ্য করা গেছে যে গরম জলের একটি পাত্র ফ্রিজারের নীচের বরফকে গলিয়ে দেয়, যার ফলে ফ্রিজের প্রাচীরের সাথে তাপীয় যোগাযোগ এবং তাপ পরিবাহিতা উন্নত হয়। ফলস্বরূপ, গরম জলের পাত্র থেকে তাপ ঠান্ডা থেকে দ্রুত সরানো হয়। পরিবর্তে, ঠান্ডা জলের একটি পাত্রে নীচের তুষার গলবে না।
এই সমস্ত (পাশাপাশি অন্যান্য) অবস্থাগুলি অনেক পরীক্ষায় অধ্যয়ন করা হয়েছিল, কিন্তু প্রশ্নের একটি পরিষ্কার উত্তর - এর মধ্যে কোনটি এমপেম্বা প্রভাবের একশ শতাংশ প্রজনন প্রদান করে - কখনই পাওয়া যায়নি।
উদাহরণস্বরূপ, 1995 সালে, জার্মান পদার্থবিদ ডেভিড আউরবাচ এই প্রভাবের উপর সুপারকুলিং জলের প্রভাব অধ্যয়ন করেছিলেন। তিনি আবিষ্কার করেছিলেন যে গরম জল, একটি সুপার কুলড অবস্থায় পৌঁছেছে, ঠান্ডা জলের চেয়ে উচ্চ তাপমাত্রায় জমাট বাঁধে এবং তাই পরবর্তীটির চেয়ে দ্রুত। কিন্তু ঠাণ্ডা জল গরম জলের চেয়ে দ্রুত ঠাণ্ডা অবস্থায় পৌঁছে যায়, যার ফলে আগের ব্যবধানের ক্ষতিপূরণ হয়।
উপরন্তু, Auerbach এর ফলাফল পূর্ববর্তী তথ্যের বিরোধিতা করে যে গরম জল কম স্ফটিককরণ কেন্দ্রের কারণে অধিকতর সুপারকুলিং অর্জন করতে সক্ষম হয়েছিল। যখন জল গরম করা হয়, এতে দ্রবীভূত গ্যাসগুলি তা থেকে সরে যায় এবং যখন এটি সেদ্ধ করা হয়, তখন এতে কিছু লবণ দ্রবীভূত হয়।
আপাতত, শুধুমাত্র একটি জিনিস বলা যেতে পারে - এই প্রভাবের পুনরুত্পাদন উল্লেখযোগ্যভাবে সেই অবস্থার উপর নির্ভর করে যার অধীনে পরীক্ষাটি করা হয়। অবিকল কারণ এটি সর্বদা পুনরুত্পাদিত হয় না।
এমন অনেকগুলি কারণ রয়েছে যা প্রভাবিত করে কোন জল দ্রুত, গরম বা ঠান্ডা, কিন্তু প্রশ্নটি নিজেই একটু অদ্ভুত বলে মনে হয়। নিহিতার্থ, এবং এটি পদার্থবিদ্যা থেকে জানা যায় যে, গরম জলের এখনও বরফে পরিণত হওয়ার জন্য তুলনা করা ঠান্ডা জলের তাপমাত্রার সাথে ঠান্ডা হতে সময় লাগে। এই পর্যায়টি এড়ানো যেতে পারে, এবং সেই অনুযায়ী, তিনি সময়মতো জয়ী হন।
তবে কোন জল দ্রুত জমে যায় - ঠান্ডা বা গরম - বাইরে ঠান্ডায় এই প্রশ্নের উত্তর উত্তর অক্ষাংশের যে কোনও বাসিন্দা জানেন। প্রকৃতপক্ষে, বৈজ্ঞানিকভাবে, এটি দেখা যাচ্ছে যে কোনও ক্ষেত্রেই, ঠান্ডা জল কেবল দ্রুত বরফে পরিণত হতে বাধ্য।
পদার্থবিজ্ঞানের শিক্ষক, যার সাথে 1963 সালে স্কুলপড়ুয়া ইরাস্তো এমপেম্বা যোগাযোগ করেছিলেন, ভবিষ্যতের আইসক্রিমের ঠান্ডা মিশ্রণটি একই রকম, কিন্তু গরমের তুলনায় কেন জমা হতে বেশি সময় নেয় তা ব্যাখ্যা করার অনুরোধের সাথে একই জিনিসটি ভেবেছিলেন।
সেই সময়ে, শিক্ষক কেবল এটি দেখে হেসেছিলেন, তবে পদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক ডেনিস ওসবোর্ন, যিনি এক সময়ে ইরাস্টো যেখানে পড়াশোনা করেছিলেন একই স্কুলে গিয়েছিলেন, পরীক্ষামূলকভাবে এই জাতীয় প্রভাবের উপস্থিতি নিশ্চিত করেছিলেন, যদিও তখন এর কোনও ব্যাখ্যা ছিল না। 1969 সালে, এই দুই ব্যক্তির একটি যৌথ নিবন্ধ একটি জনপ্রিয় বৈজ্ঞানিক জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল, যারা এই অদ্ভুত প্রভাব বর্ণনা করেছিল।
তারপর থেকে, যাইহোক, কোন জল দ্রুত জমে যায় - গরম বা ঠান্ডা - এই প্রশ্নটির নিজস্ব নাম রয়েছে - এমপেম্বা প্রভাব বা প্যারাডক্স।
স্বাভাবিকভাবেই, এই জাতীয় ঘটনা আগে ঘটেছিল এবং এটি অন্যান্য বিজ্ঞানীদের কাজে উল্লেখ করা হয়েছিল। শুধুমাত্র স্কুলছাত্রই এই বিষয়ে আগ্রহী ছিল না, তবে রেনে ডেসকার্টস এমনকি অ্যারিস্টটলও এক সময়ে এটি সম্পর্কে চিন্তা করেছিলেন।
কিন্তু তারা শুধুমাত্র বিংশ শতাব্দীর শেষের দিকে এই প্যারাডক্স সমাধানের পন্থা খুঁজতে শুরু করে।
আইসক্রিমের মতো, এটি কেবল সাধারণ জল নয় যা পরীক্ষার সময় জমে যায়। কোন জল দ্রুত জমে যায় - ঠান্ডা বা গরম তা নিয়ে তর্ক শুরু করার জন্য কিছু শর্ত উপস্থিত থাকতে হবে। কি এই প্রক্রিয়ার কোর্স প্রভাবিত করে?
এখন, 21 শতকে, বেশ কয়েকটি বিকল্প সামনে রাখা হয়েছে যা এই প্যারাডক্সকে ব্যাখ্যা করতে পারে। কোন জল দ্রুত জমাট বাঁধে, গরম বা ঠাণ্ডা, এটা নির্ভর করতে পারে যে এটি ঠান্ডা জলের চেয়ে বেশি বাষ্পীভবনের হার রয়েছে। এইভাবে, এর আয়তন হ্রাস পায় এবং ভলিউম হ্রাসের সাথে সাথে ঠাণ্ডা জলের একই প্রাথমিক ভলিউম গ্রহণ করার চেয়ে হিমাঙ্কের সময় ছোট হয়ে যায়।
কোন জল দ্রুত জমে যায় এবং কেন এটি ঘটে তা পরীক্ষার জন্য ব্যবহৃত রেফ্রিজারেটরের ফ্রিজারে থাকা তুষার আস্তরণ দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে। আপনি যদি দুটি পাত্র নেন যা আয়তনে অভিন্ন, তবে তাদের মধ্যে একটিতে গরম জল এবং অন্যটিতে ঠান্ডা থাকে, গরম জলের পাত্রটি নীচের তুষারকে গলিয়ে দেবে, যার ফলে রেফ্রিজারেটরের দেয়ালের সাথে তাপীয় স্তরের যোগাযোগ উন্নত হবে। ঠান্ডা জলের একটি পাত্র এটি করতে পারে না। যদি রেফ্রিজারেটরের বগিতে বরফের সাথে এমন কোনও আস্তরণ না থাকে তবে ঠান্ডা জল দ্রুত জমাট হওয়া উচিত।
এছাড়াও, যে ঘটনাটির জল দ্রুত জমাট বাঁধে - গরম বা ঠান্ডা - নিম্নরূপ ব্যাখ্যা করা হয়েছে। কিছু আইন অনুসরণ করে, ঠান্ডা জল উপরের স্তরগুলি থেকে জমাট বাঁধতে শুরু করে, যখন গরম জল বিপরীত করে - এটি নীচে থেকে উপরে জমা হতে শুরু করে। দেখা যাচ্ছে যে ঠাণ্ডা জল, যেখানে বরফের উপরে একটি ঠাণ্ডা স্তর ইতিমধ্যেই তৈরি হয়েছে, এইভাবে পরিচলন এবং তাপীয় বিকিরণ প্রক্রিয়াগুলিকে আরও খারাপ করে তোলে, যার ফলে কোন জল দ্রুত জমাট বাঁধে - ঠান্ডা বা গরম। অপেশাদার পরীক্ষা থেকে ফটো সংযুক্ত করা হয়, এবং এটি এখানে স্পষ্টভাবে দৃশ্যমান.
তাপ বেরিয়ে যায়, ঊর্ধ্বমুখী হয়, এবং সেখানে এটি একটি খুব শীতল স্তরের সাথে মিলিত হয়। তাপ বিকিরণের জন্য কোন মুক্ত পথ নেই, তাই শীতল প্রক্রিয়া কঠিন হয়ে পড়ে। গরম জলের পথে এমন কোনও বাধা নেই। কোনটি দ্রুত হিমায়িত হয় - ঠান্ডা বা গরম, কী সম্ভাব্য ফলাফল নির্ধারণ করে? আপনি এই বলে উত্তরটি প্রসারিত করতে পারেন যে কোনও জলে নির্দিষ্ট পদার্থ দ্রবীভূত হয়।
যদি আপনি প্রতারণা না করেন এবং একই রচনার সাথে জল ব্যবহার করেন, যেখানে নির্দিষ্ট পদার্থের ঘনত্ব অভিন্ন, তবে ঠান্ডা জল দ্রুত জমাট হওয়া উচিত। কিন্তু যদি এমন পরিস্থিতি দেখা দেয় যেখানে দ্রবীভূত রাসায়নিক উপাদানগুলি শুধুমাত্র গরম জলে উপস্থিত থাকে এবং ঠান্ডা জলে সেগুলি থাকে না, তবে গরম জল আগে জমে যাওয়ার সুযোগ রয়েছে। এটি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে জলে দ্রবীভূত পদার্থগুলি স্ফটিককরণ কেন্দ্র তৈরি করে এবং এই কেন্দ্রগুলির অল্প সংখ্যকের সাথে, জলকে একটি কঠিন অবস্থায় রূপান্তর করা কঠিন। এমনকি এটাও সম্ভব যে জল সুপার কুলড হবে, এই অর্থে যে সাব-জিরো তাপমাত্রায় এটি তরল অবস্থায় থাকবে।
কিন্তু এই সমস্ত সংস্করণ, দৃশ্যত, বিজ্ঞানীদের সম্পূর্ণরূপে উপযুক্ত ছিল না এবং তারা এই বিষয়ে কাজ চালিয়ে গেছে। 2013 সালে, সিঙ্গাপুরের গবেষকদের একটি দল বলেছিল যে তারা একটি পুরানো রহস্যের সমাধান করেছে।
একদল চীনা বিজ্ঞানী দাবি করেছেন যে এই প্রভাবের রহস্য নিহিত রয়েছে জলের অণুর মধ্যে যে পরিমাণ শক্তি সঞ্চিত থাকে তার বন্ধনে, যাকে হাইড্রোজেন বন্ড বলা হয়।
নিম্নলিখিত তথ্যগুলি হল, যা বোঝার জন্য আপনার রসায়নের কিছু জ্ঞান থাকা দরকার কোনটি জল দ্রুত জমাট বাঁধে - গরম বা ঠান্ডা। হিসাবে পরিচিত, এটি দুটি H (হাইড্রোজেন) পরমাণু এবং একটি O (অক্সিজেন) পরমাণু নিয়ে গঠিত, যা সমযোজী বন্ধন দ্বারা একত্রিত হয়।
কিন্তু এছাড়াও একটি অণুর হাইড্রোজেন পরমাণু প্রতিবেশী অণুর প্রতি, তাদের অক্সিজেন উপাদানের প্রতি আকৃষ্ট হয়। এই বন্ধনগুলিকে হাইড্রোজেন বন্ড বলা হয়।
এটি মনে রাখা মূল্যবান যে একই সময়ে, জলের অণুগুলি একে অপরের উপর একটি বিদ্বেষমূলক প্রভাব ফেলে। বিজ্ঞানীরা উল্লেখ করেছেন যে যখন জল উত্তপ্ত হয়, তখন এর অণুগুলির মধ্যে দূরত্ব বৃদ্ধি পায় এবং এটি বিকর্ষণকারী শক্তি দ্বারা সহজতর হয়। এটা দেখা যাচ্ছে যে একটি ঠান্ডা অবস্থায় অণুর মধ্যে একই দূরত্ব দখল করে, তারা প্রসারিত বলা যেতে পারে, এবং তাদের শক্তির একটি বৃহত্তর সরবরাহ আছে। এই শক্তির রিজার্ভটি যখন জলের অণুগুলি একে অপরের কাছাকাছি যেতে শুরু করে তখন মুক্তি পায়, অর্থাৎ শীতল হয়। দেখা যাচ্ছে যে গরম জলে শক্তির একটি বৃহত্তর রিজার্ভ, এবং উপ-শূন্য তাপমাত্রায় ঠাণ্ডা করার সময় এর বৃহত্তর মুক্তি, ঠান্ডা জলের তুলনায় দ্রুত ঘটে, যেখানে এই জাতীয় শক্তির একটি ছোট রিজার্ভ রয়েছে। তাহলে কোন জল দ্রুত জমে যায় - ঠান্ডা বা গরম? রাস্তায় এবং পরীক্ষাগারে, Mpemba এর প্যারাডক্স হওয়া উচিত, এবং গরম জল দ্রুত বরফে পরিণত হওয়া উচিত।
এই সমাধানের শুধুমাত্র তাত্ত্বিক নিশ্চিতকরণ আছে - এই সব সুন্দর সূত্রে লেখা এবং প্রশংসনীয় বলে মনে হয়। কিন্তু যখন পরীক্ষামূলক ডেটা যার উপর জল দ্রুত জমাট বাঁধে - গরম বা ঠান্ডা - ব্যবহারিক কাজে লাগানো হয় এবং তাদের ফলাফলগুলি উপস্থাপন করা হয়, তখন Mpemba-এর প্যারাডক্সের প্রশ্নটি বন্ধ বলে বিবেচনা করা যেতে পারে।
.jpg)
