Author: براءة ذويب

هل سبق وتساءلت عن صحّة قَول إنّ الماء السّاخن يتجمَّد بسرعة أكبر مِن الماء البارد؟ سنقوم بتوضيح هذه العمليّة وأهم النظريات المثارة حولها في المقال التالي.

هنالك ما يُعرف بـ «تأثير مابيمبا – Mpemba effect»، وهي تعني أنَّ الماء السّاخن يتجمَّد بشكل أسرع مِن البارد، وقد تمَّ إجراء تجربة في عِدَّة ظروف، لإيجاد تفسيرات مختلفة لهذه الظّاهرة:

مِن هذه التّفسيرات:

• إنَّ الإناء السّاخن هو موصل فعّال للحرارة، وبذلك عند وجوده في جو بارد يعمل على إيصال الحرارة بفعاليّة عالية وأكثر كفاءة؛ وبالتّالي تبريد أسرع.
• تفسير آخر، إنَّ عمليّة تبخُّر الماء هي عمليّة ماصة للحرارة؛ وبالتّالي تجميد الماء يكون أسرع.
  ومِن التّفسيرات الحديثة، مِن جامعة نانياتيغ التكنولوجيّة، تقول أنَّ ظاهرة مابيمبا سببها الخصائص الفريدة للرّوابط المُختلفة لجزيئات الماء.
• الماء مؤلَّف مِن ذرَّة أكسجين كبيرة، مُرتبطة مع ذرّتي هيدروجين عبر روابط تساهميّة، وأيضًا الرّوابط الهيدروجينّة تلعب دورًا في هذه العمليّة. تتكوَّن الرَّوابط الهيدروجينيّة عندما تقترب ذرّة الهيدروجين في جزيء ماء معيَّن مِن ذرّة الأكسجين في جزيء ماء آخر، وبذلك تؤلِّف معها روابط هيدروجينيّة. وحسب هذا التّفسير، فإنَّ الرّوابط الهيدروجينيّة تجذب جزيئات الماء إلى بعضها البعض، وبسبب التّنافر الطّبيعي بين الجزيئات فروابط الهيدروجين والأكسجين تتمدَّد، مُخزِّنةً بذلك الطّاقة داخل الجزيء، وعند تسخين الماء تتمدَّد الرّوابط الهيدروجينيّة أكثر، وتبتعد جزيئات الماء عن بعضها البعض، وبعد ذلك تنكمش الجزيئات التّساهميّة، وتُحرِّر الطّاقة، وهذه الطّاقة المُتحرِّرة تكون مكافئة لعمليّة التّبريد، وتُسمّى “التّبريد الإضافي”. عمليّة التّبريد الإضافي وعمليّة التّبريد الاعتياديّة تجعل الماء السّاخن يصل إلى التّجمد بصورة أسرع.

لكن على الرّغم مِن أنّ النّظرية تبدو منطقيّة ومُقنعة، إلّا أنّها بحاجة للمزيد مِن البحث والتّجريب؛ فمثلًا الرّابطة التّساهميّة المُنكمشة قد تُشير إلى وجود خاصيّة جديدة للماء، والتي بدونها لن تكتمل النّظريّة. لذلك يلزم إكمال هذه التّجربة ودعمها، وإلّا ستبقى مُجرَّد فرضيّة.

المصادر:

1

2