اثر امپمبا به پدیده‌ای فیزیکی اطلاق می‌شود که موجب می‌شود آب گرم زودتر از آب سرد یخ بزند. هرچند توضیحات فراوانی برای توضیح علت بروز این پدیده ارائه شده است اما هنوز توافقی بر سر اینکه چه عاملی سبب بروز آن می‌شود وجود ندارد.
اثر Mpemba : (آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند.)
هرچند خلاف استدلال بنظر می رسد اما این یک واقعیت است که در اغلب موارد در دماهای خاص مثلا 90 درجه سانتیگراد آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند . این اثر حتی در زمان ارسطو نیز شناخته شده بود اما نخستین بار با پشتکار Erasto Mpemba از دانش آموزان مدرسه ای در تانزانیا توجه جامعه علمی را به خود جلب کرد.دلایل وتوجیه های زیادی برای این پدیده ارائه شده اند که بصورت زیر است:
1) تبخیر :
می دانیم که آب داغ قسمتی از جرم خود را بر اثر تبخیر از دست می دهد بنابر این با این کاهش جرم نسبت به آب سرد گرمای کمتری را از دست می دهد تا منجمد شود.( می دانیم که گرما هم با جرم وهم با دمای جسم رابطه مستقیم دارد بنابر این هر چند دمای آب داغ بیشتر است ولی این عامل با کاهش جرم بر اثر تبخیر تا حدی جبران می شود) . محاسبات Kellدر سال 69 19 نشان داد که اگر آب گرم با تبخیر سرد شود ودمای آن یکپارچه باشد سریعتر از آب سرد یخ می زند.
2) گازهای محلول :
انحلال پذیری گازها در آب با دما کاهش می یابد بنابر این در آب داغ گاز کمتری حل می شوداین باعث می شود که خواص اب تا حدی تغییر کند .گفته شده است که مقدار گاز محلول توانائی آب را برا انتقال گرما تغییر می دهد.
البته آزمایشهایی نیز انجام شده که در آن ها ابتدا آب را جوشانده تا گازها خارج شوند سپس با ممانعت از ورود مجدد گازها آب را سرد وبعد سرعت انجماد آن را با آب داغ مقایسه نموده اند که مشاهده شده هنوز هم آب داغ سریعتر منجمد می شود. یعنی آن که نتیجه چنین آزمایشی اثر محتویات گاز محلول رادر اثر Mpemba چندان تائید نمی کند.
3) جریان همرفتی:
در اکثر دماها چگالی آب داغ کمتر از آب سرد است این بدان معنا است که در دماهای بالا تر سطح آب گرمتر از ته آن است وتوزیع دما در آن یکنواخت نیست.در این حالت جریان همرفتی شکل می گیرد. آب گرما را از سطح از دست می دهد سپس به سمت پایین رفته جای خود را به آب گرمتر می دهد به این ترتیب می توان پذیرفت که سرعت کاهش دما در آب داغ(مثلا70درجه) سریعتر از آب سرد(مثلا30درجه) است که توزیع دما داخل آن یکنواخت تر(جریان همرفتی کمتر ) است.
البته این واقعیت که چگالی آب در 4درجه سانتیگراد بیشترین مقدار را دارد وبا کاهش بیشتر دما چگالی آب مجددا افزایش می یابد وجریان همرفتی بر عکس می شوداین توجیه را از دمای 4درجه به پایینتر با مشکل مواجه می سازد.
4) محیط:
آب داغ محیط اطراف خودش را تا حدی تغییر می دهدکه باعث می شود سریعتر منجمد شود این عامل توجیه این پدیده را نه در داخل آب که در محیط اطراف ظرف جستجو می کند.چنانچه ظروف حاوی آب داغ وآب سرد درسطح یک لایه نازک یخ قرار گیرند ممکن است ظرف آب داغ ابتدا باعث ذوب شدن قسمتی ازلایه نازک یخ شده وظرف قدری پایین تر رود به این ترتیب تماس برای انتقال گرما از ته ظرف بیشتر از آب سرد اولیه باشد. البته اثر این عامل را نیز می توان با قرار دادن ظروف در حمامهای سرد کننده بررسی کرد.
اگر قبلا در بیان ثبت نام کرده اید لطفا ابتدا وارد شوید، در غیر این صورت می توانید ثبت نام کنید.