गर्म पानी ठंडे पानी की तुलना में तेजी से जमता है। गर्म और ठंडा पानी: जमने का रहस्य

21.11.2017 11.10.2018 अलेक्जेंडर फ़िरत्सेव


« कौन सा पानी तेजी से जमता है, ठंडा या गर्म?"- अपने दोस्तों से एक प्रश्न पूछने का प्रयास करें, सबसे अधिक संभावना है कि उनमें से अधिकांश उत्तर देंगे कि यह तेजी से जम जाता है ठंडा पानी- और वे गलती करेंगे।

दरअसल, अगर आप एक साथ एक ही आकार और आयतन के दो बर्तन फ्रीजर में रखेंगे, जिनमें से एक में ठंडा पानी और दूसरे में गर्म पानी होगा, तो यह तेजी से जम जाएगा। गरम पानी.

ऐसा बयान बेतुका और अनुचित लग सकता है। यदि आप तर्क का पालन करते हैं, तो गर्म पानी को पहले ठंडे पानी के तापमान तक ठंडा होना चाहिए, और ठंडे पानी को इस समय पहले से ही बर्फ में बदलना चाहिए।

तो गर्म पानी जमने के रास्ते में ठंडे पानी को क्यों हरा देता है? आइए इसे जानने का प्रयास करें।

अवलोकनों और अनुसंधान का इतिहास

प्राचीन काल से ही लोगों ने विरोधाभासी प्रभाव देखा है, लेकिन किसी ने नहीं बताया विशेष महत्व. इस प्रकार, एरेस्टोटल, साथ ही रेने डेसकार्टेस और फ्रांसिस बेकन ने अपने नोट्स में ठंडे और गर्म पानी के जमने की दर में विसंगतियों का उल्लेख किया। असामान्य घटनाअक्सर रोजमर्रा की जिंदगी में ही प्रकट होता है।

लंबे समय तक, इस घटना का किसी भी तरह से अध्ययन नहीं किया गया और वैज्ञानिकों के बीच ज्यादा दिलचस्पी नहीं जगी।

इस असामान्य प्रभाव का अध्ययन 1963 में शुरू हुआ, जब तंजानिया के एक जिज्ञासु स्कूली छात्र एरास्टो मपेम्बा ने देखा कि आइसक्रीम के लिए गर्म दूध ठंडे दूध की तुलना में तेजी से जम जाता है। असामान्य प्रभाव के कारणों का स्पष्टीकरण पाने की आशा में, युवक ने स्कूल में अपने भौतिकी शिक्षक से पूछा। हालाँकि, शिक्षक केवल उस पर हँसे।

बाद में, एमपेम्बा ने प्रयोग दोहराया, लेकिन अपने प्रयोग में उन्होंने अब दूध का नहीं, बल्कि पानी का इस्तेमाल किया और विरोधाभासी प्रभाव फिर से दोहराया गया।

6 साल बाद, 1969 में, एमपेम्बा ने यह सवाल अपने स्कूल में आए भौतिकी के प्रोफेसर डेनिस ओसबोर्न से पूछा। प्रोफेसर को युवक के अवलोकन में दिलचस्पी थी, और परिणामस्वरूप, एक प्रयोग किया गया जिसने प्रभाव की उपस्थिति की पुष्टि की, लेकिन इस घटना के कारणों को स्थापित नहीं किया गया।

तभी से इस घटना को कहा जाने लगा म्पेम्बा प्रभाव.

वैज्ञानिक अवलोकनों के पूरे इतिहास में, घटना के कारणों के बारे में कई परिकल्पनाएँ सामने रखी गई हैं।

इसलिए 2012 में, ब्रिटिश रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री एमपेम्बा प्रभाव की व्याख्या करने वाली परिकल्पनाओं की एक प्रतियोगिता की घोषणा करेगी। प्रतियोगिता में दुनिया भर से वैज्ञानिकों ने भाग लिया, कुल 22,000 पंजीकृत थे वैज्ञानिक कार्य. लेखों की इतनी प्रभावशाली संख्या के बावजूद, उनमें से कोई भी म्पेम्बा विरोधाभास में स्पष्टता नहीं ला सका।

सबसे आम संस्करण यह था कि गर्म पानी तेजी से जम जाता है, क्योंकि यह तेजी से वाष्पित हो जाता है, इसकी मात्रा कम हो जाती है, और जैसे-जैसे मात्रा घटती है, इसकी शीतलन दर बढ़ जाती है। सबसे आम संस्करण को अंततः अस्वीकार कर दिया गया क्योंकि एक प्रयोग किया गया था जिसमें वाष्पीकरण को बाहर रखा गया था, लेकिन फिर भी प्रभाव की पुष्टि की गई थी।

अन्य वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि एमपेम्बा प्रभाव का कारण पानी में घुली गैसों का वाष्पीकरण था। उनकी राय में, हीटिंग प्रक्रिया के दौरान, पानी में घुली गैसें वाष्पित हो जाती हैं, जिसके कारण यह ठंडे पानी की तुलना में अधिक घनत्व प्राप्त कर लेता है। जैसा कि ज्ञात है, घनत्व में वृद्धि से परिवर्तन होता है भौतिक गुणपानी (थर्मल चालकता में वृद्धि), और इसलिए शीतलन दर में वृद्धि।

इसके अलावा, तापमान के आधार पर जल परिसंचरण की दर का वर्णन करने वाली कई परिकल्पनाएँ सामने रखी गई हैं। कई अध्ययनों ने उन कंटेनरों की सामग्री के बीच संबंध स्थापित करने का प्रयास किया है जिनमें तरल स्थित था। कई सिद्धांत बहुत प्रशंसनीय लग रहे थे, लेकिन प्रारंभिक डेटा की कमी, अन्य प्रयोगों में विरोधाभास, या क्योंकि पहचाने गए कारक पानी की शीतलन दर के साथ तुलनीय नहीं थे, इसलिए उन्हें वैज्ञानिक रूप से पुष्टि नहीं की जा सकी। कुछ वैज्ञानिकों ने अपने कार्यों में प्रभाव के अस्तित्व पर सवाल उठाया।

2013 में, सिंगापुर में नानयांग टेक्नोलॉजिकल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने एमपेम्बा प्रभाव के रहस्य को सुलझाने का दावा किया था। उनके शोध के अनुसार, इस घटना का कारण इस तथ्य में निहित है कि इसमें संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा है हाइड्रोजन बांडठंडे और गर्म पानी के अणुओं के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर है।

कंप्यूटर मॉडलिंग विधियों ने निम्नलिखित परिणाम दिखाए हैं: पानी का तापमान जितना अधिक होगा, प्रतिकारक बल बढ़ने के कारण अणुओं के बीच की दूरी उतनी ही अधिक होगी। और इसलिए अणुओं के हाइड्रोजन बंधन खिंचते हैं, भंडारण करते हैं अधिकऊर्जा। ठंडा होने पर, अणु एक-दूसरे के करीब आने लगते हैं, जिससे हाइड्रोजन बांड से ऊर्जा निकलती है। इस मामले में, तापमान में कमी के साथ ऊर्जा की रिहाई होती है।

अक्टूबर 2017 में, स्पेनिश भौतिकविदों ने, एक अन्य अध्ययन के दौरान, पाया कि प्रभाव के निर्माण में एक प्रमुख भूमिका किसी पदार्थ को संतुलन से हटाने (मजबूत शीतलन से पहले मजबूत हीटिंग) द्वारा निभाई जाती है। उन्होंने उन परिस्थितियों का निर्धारण किया जिनके अंतर्गत प्रभाव उत्पन्न होने की संभावना अधिकतम होती है। इसके अलावा, स्पेन के वैज्ञानिकों ने रिवर्स एमपेम्बा प्रभाव के अस्तित्व की पुष्टि की। उन्होंने पाया कि गर्म होने पर, एक ठंडा नमूना गर्म नमूने की तुलना में तेजी से उच्च तापमान तक पहुंच सकता है।

व्यापक जानकारी और कई प्रयोगों के बावजूद, वैज्ञानिक प्रभाव का अध्ययन जारी रखने का इरादा रखते हैं।

वास्तविक जीवन में म्पेम्बा प्रभाव

क्या तुमने कभी सोचा है क्यों सर्दी का समयस्केटिंग रिंक में पानी भर गया है गरम पानी, और ठंडा नहीं? जैसा कि आप पहले ही समझ चुके हैं, वे ऐसा इसलिए करते हैं क्योंकि गर्म पानी से भरा स्केटिंग रिंक ठंडे पानी से भरे होने की तुलना में तेजी से जम जाएगा। इसी कारण से, सर्दियों के बर्फीले शहरों में स्लाइडों में गर्म पानी डाला जाता है।

इस प्रकार, घटना के अस्तित्व का ज्ञान लोगों को साइट तैयार करते समय समय बचाने की अनुमति देता है शीतकालीन प्रजातिखेल.

इसके अलावा, एमपीईएमबीए प्रभाव का उपयोग कभी-कभी उद्योग में उत्पादों, पदार्थों और पानी युक्त सामग्रियों के ठंड के समय को कम करने के लिए किया जाता है।

कई शोधकर्ताओं ने अपने-अपने संस्करण सामने रखे हैं और रख रहे हैं कि ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी तेजी से क्यों जमता है। यह एक विरोधाभास जैसा प्रतीत होगा - आख़िरकार, जमने के लिए गर्म पानी को पहले ठंडा करना पड़ता है। हालाँकि, तथ्य एक तथ्य ही है, और वैज्ञानिक इसे अलग-अलग तरीकों से समझाते हैं।

प्रमुख संस्करण

पर इस समयऐसे कई संस्करण हैं जो इस तथ्य को समझाते हैं:

  1. क्योंकि गर्म पानी तेजी से वाष्पित हो जाता है, इसकी मात्रा कम हो जाती है। और एक ही तापमान पर कम मात्रा में पानी का जमना तेजी से होता है।
  2. रेफ्रिजरेटर के फ्रीजर डिब्बे में एक स्नो लाइनर है। गर्म पानी वाला एक कंटेनर नीचे की बर्फ को पिघला देता है। इससे फ्रीजर के साथ थर्मल संपर्क में सुधार होता है।
  3. गर्म पानी के विपरीत, ठंडे पानी का जमना शीर्ष पर शुरू होता है। इसी समय, संवहन और ऊष्मा विकिरण, और, परिणामस्वरूप, ऊष्मा हानि बिगड़ जाती है।
  4. ठंडे पानी में क्रिस्टलीकरण केंद्र होते हैं - इसमें घुले हुए पदार्थ। यदि पानी में उनकी सामग्री कम है, तो आइसिंग करना मुश्किल है, हालांकि एक ही समय में, सुपरकूलिंग संभव है - जब उप-शून्य तापमान पर यह तरल अवस्था में होता है।

हालाँकि निष्पक्षता में हम कह सकते हैं कि यह प्रभाव हमेशा नहीं देखा जाता है। अक्सर, ठंडा पानी गर्म पानी की तुलना में तेजी से जमता है।

पानी किस तापमान पर जमता है

आखिर पानी जम क्यों जाता है? इसमें एक निश्चित मात्रा में खनिज या कार्बनिक कण होते हैं। उदाहरण के लिए, यह बहुत हो सकता है बहुत छोटे कणरेत, धूल या मिट्टी. जैसे-जैसे हवा का तापमान घटता है, ये कण केंद्र होते हैं जिनके चारों ओर बर्फ के क्रिस्टल बनते हैं।

क्रिस्टलीकरण नाभिक की भूमिका पानी वाले कंटेनर में हवा के बुलबुले और दरारें भी निभा सकती हैं। पानी को बर्फ में बदलने की प्रक्रिया की गति काफी हद तक ऐसे केंद्रों की संख्या से प्रभावित होती है - यदि उनमें से कई हैं, तो तरल तेजी से जम जाता है। सामान्य परिस्थितियों में, सामान्य के साथ वायु - दाब, 0 डिग्री के तापमान पर पानी तरल अवस्था से ठोस अवस्था में बदल जाता है।

म्पेम्बा प्रभाव का सार

एमपेम्बा प्रभाव एक विरोधाभास है, जिसका सार यह है कि कुछ परिस्थितियों में, गर्म पानी ठंडे पानी की तुलना में तेजी से जम जाता है। इस घटना को अरस्तू और डेसकार्टेस ने देखा था। हालाँकि, 1963 तक तंजानिया के स्कूली छात्र एरास्टो मपेम्बा ने यह निर्धारित नहीं किया था कि गर्म आइसक्रीम को जमने में अधिक समय लगता है। कम समयठंड से भी ज्यादा. खाना पकाने का एक कार्य पूरा करते समय उन्होंने यह निष्कर्ष निकाला।

उन्हें उबले हुए दूध में चीनी घोलनी थी और उसे ठंडा करके फ्रिज में जमने के लिए रखना था। जाहिरा तौर पर, एमपेम्बा विशेष रूप से मेहनती नहीं था और उसने कार्य का पहला भाग देर से पूरा करना शुरू किया। इसलिए उन्होंने दूध के ठंडा होने का इंतजार नहीं किया और उसे गर्म ही फ्रिज में रख दिया. उन्हें बहुत आश्चर्य हुआ जब यह उनके सहपाठियों की तुलना में भी तेजी से जम गया, जो दी गई तकनीक के अनुसार काम कर रहे थे।

इस तथ्य में युवक को बहुत दिलचस्पी हुई और उसने सादे पानी के साथ प्रयोग शुरू कर दिया। 1969 में, जर्नल फिजिक्स एजुकेशन ने एमपेम्बा और दार एस सलाम विश्वविद्यालय के प्रोफेसर डेनिस ओसबोर्न के शोध के परिणाम प्रकाशित किए। उनके द्वारा वर्णित प्रभाव को एमपेम्बा नाम दिया गया। हालाँकि, आज भी इस घटना की कोई स्पष्ट व्याख्या नहीं है। सभी वैज्ञानिक इस बात से सहमत हैं कि इसमें मुख्य भूमिका ठंडे और गर्म पानी के गुणों में अंतर की है, लेकिन वास्तव में क्या है यह अज्ञात है।

सिंगापुर संस्करण

सिंगापुर के एक विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी भी इस सवाल में रुचि रखते थे कि कौन सा पानी तेजी से जमता है - गर्म या ठंडा? शी झांग के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने पानी के गुणों द्वारा इस विरोधाभास को सटीक रूप से समझाया। हर कोई स्कूल से पानी की संरचना जानता है - एक ऑक्सीजन परमाणु और दो हाइड्रोजन परमाणु। ऑक्सीजन कुछ हद तक इलेक्ट्रॉनों को हाइड्रोजन से दूर खींचती है, इसलिए अणु एक निश्चित प्रकार का "चुंबक" है।

परिणामस्वरूप, पानी में कुछ अणु एक दूसरे के प्रति थोड़ा आकर्षित होते हैं और हाइड्रोजन बंधन द्वारा एकजुट होते हैं। इसकी ताकत सहसंयोजक बंधन से कई गुना कम होती है। सिंगापुर के शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि एमपेम्बा के विरोधाभास की व्याख्या सटीक रूप से हाइड्रोजन बांड में निहित है। यदि पानी के अणुओं को एक साथ बहुत कसकर रखा जाता है, तो अणुओं के बीच इतनी मजबूत बातचीत अणु के बीच में सहसंयोजक बंधन को विकृत कर सकती है।

लेकिन जब पानी को गर्म किया जाता है, तो बंधे हुए अणु एक-दूसरे से थोड़ा दूर चले जाते हैं। परिणामस्वरूप, अणुओं के बीच में विश्राम होता है सहसंयोजी आबंधअतिरिक्त ऊर्जा की रिहाई और निम्न ऊर्जा स्तर पर संक्रमण के साथ। इससे यह तथ्य सामने आता है कि गर्म पानी जल्दी ठंडा होने लगता है। कम से कम, सिंगापुर के वैज्ञानिकों द्वारा की गई सैद्धांतिक गणना तो यही दर्शाती है।

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म्पेम्बा प्रभाव(एमपेम्बा का विरोधाभास) एक विरोधाभास है जो बताता है कि कुछ परिस्थितियों में गर्म पानी ठंडे पानी की तुलना में तेजी से जमता है, हालांकि जमने की प्रक्रिया के दौरान इसे ठंडे पानी के तापमान को पार करना होगा। यह विरोधाभास एक प्रायोगिक तथ्य है जो सामान्य विचारों का खंडन करता है, जिसके अनुसार, समान परिस्थितियों में, अधिक गर्म शरीर को एक निश्चित तापमान तक ठंडा होने में अधिक समय लगता है, जबकि कम गर्म शरीर को उसी तापमान तक ठंडा होने में अधिक समय लगता है।

इस घटना को एक समय में अरस्तू, फ्रांसिस बेकन और रेने डेसकार्टेस ने देखा था, लेकिन 1963 में ही तंजानिया के स्कूली छात्र एरास्टो मपेम्बा ने पाया कि गर्म आइसक्रीम का मिश्रण ठंडे की तुलना में तेजी से जम जाता है।

मगम्बिंस्काया का छात्र होना हाई स्कूलतंजानिया में एरास्टो एमपेम्बा ने किया व्यावहारिक कार्यखाना पकाने में. उसे घर पर आइसक्रीम बनाने की ज़रूरत थी - दूध उबालें, उसमें चीनी घोलें, ठंडा होने तक कमरे का तापमानऔर फिर फ्रिज में जमने के लिए रख दें। जाहिरा तौर पर, एमपेम्बा विशेष रूप से मेहनती छात्र नहीं था और उसने कार्य के पहले भाग को पूरा करने में देरी की। इस डर से कि वह पाठ के अंत तक नहीं पहुँच पाएगा, उसने ठंडा दूध फ्रिज में रख दिया। उन्हें आश्चर्य हुआ कि यह दी गई तकनीक के अनुसार तैयार किए गए उनके साथियों के दूध से भी पहले जम गया।

इसके बाद एमपेम्बा ने न सिर्फ दूध के साथ, बल्कि इसके साथ भी प्रयोग किया सादा पानी. किसी भी मामले में, पहले से ही मक्वावा सेकेंडरी स्कूल में एक छात्र के रूप में, उन्होंने दार एस सलाम में यूनिवर्सिटी कॉलेज के प्रोफेसर डेनिस ओसबोर्न (छात्रों को भौतिकी पर व्याख्यान देने के लिए स्कूल निदेशक द्वारा आमंत्रित) से विशेष रूप से पानी के बारे में पूछा: "यदि आप लेते हैं दो समान कंटेनर समान मात्रापानी ताकि उनमें से एक में पानी का तापमान 35 डिग्री सेल्सियस हो, और दूसरे में - 100 डिग्री सेल्सियस, और उन्हें फ्रीजर में रख दें, फिर दूसरे में पानी तेजी से जम जाएगा। क्यों?" ओसबोर्न को इस प्रश्न में दिलचस्पी हो गई और जल्द ही, 1969 में, उन्होंने और एम्पेम्बा ने अपने प्रयोगों के परिणामों को फिजिक्स एजुकेशन पत्रिका में प्रकाशित किया। तब से, उनके द्वारा खोजे गए प्रभाव को नाम दिया गया है म्पेम्बा प्रभाव.

अब तक, कोई नहीं जानता कि इस अजीब प्रभाव को कैसे समझाया जाए। वैज्ञानिकों के पास एक भी संस्करण नहीं है, हालाँकि कई हैं। यह सब गर्म और ठंडे पानी के गुणों में अंतर के बारे में है, लेकिन यह अभी तक स्पष्ट नहीं है कि इस मामले में कौन से गुण भूमिका निभाते हैं: सुपरकूलिंग, वाष्पीकरण, बर्फ गठन, संवहन, या पानी पर तरलीकृत गैसों के प्रभाव में अंतर अलग-अलग तापमान.

एमपेम्बा प्रभाव का विरोधाभास वह समय है जिसके दौरान शरीर तापमान तक ठंडा हो जाता है पर्यावरण, इस शरीर और पर्यावरण के बीच तापमान के अंतर के समानुपाती होना चाहिए। यह नियम न्यूटन द्वारा स्थापित किया गया था और तब से व्यवहार में इसकी कई बार पुष्टि की गई है। इस प्रभाव में, 100°C तापमान वाला पानी 35°C तापमान वाले समान मात्रा के पानी की तुलना में 0°C तापमान तक तेजी से ठंडा होता है।

हालाँकि, यह अभी तक कोई विरोधाभास नहीं दर्शाता है, क्योंकि एमपीईएमबीए प्रभाव को ज्ञात भौतिकी के ढांचे के भीतर समझाया जा सकता है। यहां एमपीईएमबीए प्रभाव के लिए कुछ स्पष्टीकरण दिए गए हैं:

वाष्पीकरण

गर्म पानी कंटेनर से तेजी से वाष्पित हो जाता है, जिससे इसकी मात्रा कम हो जाती है, और समान तापमान पर पानी की छोटी मात्रा तेजी से जम जाती है। 100 C तक गर्म किया गया पानी 0 C तक ठंडा होने पर अपने द्रव्यमान का 16% खो देता है।

वाष्पीकरण प्रभाव दोहरा प्रभाव है। सबसे पहले, ठंडा करने के लिए आवश्यक पानी का द्रव्यमान कम हो जाता है। और दूसरी बात, तापमान इस तथ्य के कारण कम हो जाता है कि जल चरण से भाप चरण में संक्रमण के वाष्पीकरण की गर्मी कम हो जाती है।

तापमान अंतराल

इस तथ्य के कारण कि गर्म पानी और ठंडी हवा के बीच तापमान का अंतर अधिक होता है, इसलिए इस मामले में गर्मी विनिमय अधिक तीव्र होता है और गर्म पानी तेजी से ठंडा होता है।

हाइपोथर्मिया

जब पानी 0 C से नीचे ठंडा होता है, तो वह हमेशा जमता नहीं है। कुछ परिस्थितियों में, यह सुपरकूलिंग से गुजर सकता है और शून्य से नीचे के तापमान पर भी तरल बना रह सकता है। कुछ मामलों में, पानी -20 C के तापमान पर भी तरल रह सकता है।

इस प्रभाव का कारण यह है कि पहले बर्फ के क्रिस्टल बनना शुरू करने के लिए, क्रिस्टल निर्माण केंद्रों की आवश्यकता होती है। यदि वे तरल पानी में मौजूद नहीं हैं, तो सुपरकूलिंग तब तक जारी रहेगी जब तक कि तापमान अपने आप क्रिस्टल बनने के लिए पर्याप्त न गिर जाए। जब वे सुपरकूल्ड तरल में बनना शुरू करते हैं, तो वे तेजी से बढ़ने लगेंगे, जिससे स्लश बर्फ बनेगी, जो जम कर बर्फ बन जाएगी।

गर्म पानी हाइपोथर्मिया के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होता है क्योंकि इसे गर्म करने से घुली हुई गैसें और बुलबुले निकल जाते हैं, जो बदले में बर्फ के क्रिस्टल के निर्माण के लिए केंद्र के रूप में काम कर सकते हैं।

हाइपोथर्मिया के कारण गर्म पानी तेजी से क्यों जम जाता है? ठंडे पानी के मामले में जो सुपरकूल्ड नहीं है, निम्नलिखित होता है। ऐसे में बर्तन की सतह पर बर्फ की एक पतली परत बन जाएगी। बर्फ की यह परत पानी और ठंडी हवा के बीच एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करेगी और आगे वाष्पीकरण को रोकेगी। इस मामले में बर्फ के क्रिस्टल बनने की दर कम होगी। सुपरकूलिंग के अधीन गर्म पानी के मामले में, सुपरकूल्ड पानी में बर्फ की सुरक्षात्मक सतह परत नहीं होती है। इसलिए, खुले शीर्ष के माध्यम से यह बहुत तेजी से गर्मी खो देता है।

जब सुपरकूलिंग प्रक्रिया समाप्त हो जाती है और पानी जम जाता है, तो बहुत अधिक गर्मी नष्ट हो जाती है और इसलिए अधिक बर्फ बनती है।

इस आशय के कई शोधकर्ता एमपेम्बा प्रभाव के मामले में हाइपोथर्मिया को मुख्य कारक मानते हैं।

कंवेक्शन

ठंडा पानी ऊपर से जमना शुरू हो जाता है, जिससे ऊष्मा विकिरण और संवहन की प्रक्रिया बिगड़ जाती है, और परिणामस्वरूप गर्मी का नुकसान होता है, जबकि गर्म पानी नीचे से जमना शुरू हो जाता है।

इस प्रभाव को जल घनत्व में विसंगति द्वारा समझाया गया है। पानी का अधिकतम घनत्व 4 C पर होता है। यदि आप पानी को 4 C तक ठंडा करते हैं और इसे कम तापमान पर रखते हैं, तो पानी की सतह की परत तेजी से जम जाएगी। चूँकि यह पानी 4 C के तापमान वाले पानी की तुलना में कम घना है, यह सतह पर बना रहेगा, जिससे एक पतली ठंडी परत बन जाएगी। इन परिस्थितियों में, कुछ ही समय में पानी की सतह पर बर्फ की एक पतली परत बन जाएगी, लेकिन बर्फ की यह परत एक इन्सुलेटर के रूप में काम करेगी, जो पानी की निचली परतों की रक्षा करेगी, जो 4 C के तापमान पर रहेगी। इसलिए आगे की प्रक्रियाशीतलन अधिक धीरे-धीरे घटित होगा।

गर्म पानी के मामले में स्थिति बिल्कुल अलग है। वाष्पीकरण के कारण पानी की सतह परत अधिक तेजी से ठंडी होगी बड़ा अंतरतापमान इसके अलावा, ठंडे पानी की परतें गर्म पानी की परतों की तुलना में सघन होती हैं, इसलिए ठंडे पानी की परत नीचे डूब जाएगी, जिससे परत ऊपर उठ जाएगी गर्म पानीज़मीनी स्तर पर। पानी का यह संचलन तापमान में तेजी से गिरावट सुनिश्चित करता है।

लेकिन यह प्रक्रिया संतुलन बिंदु तक क्यों नहीं पहुंचती? संवहन के इस दृष्टिकोण से म्पेम्बा प्रभाव को समझाने के लिए, यह मानना ​​आवश्यक होगा कि पानी की ठंडी और गर्म परतें अलग हो जाती हैं और संवहन प्रक्रिया स्वयं जारी रहती है औसत तापमानपानी 4 C से नीचे चला जायेगा.

हालाँकि, इस परिकल्पना का समर्थन करने के लिए कोई प्रायोगिक साक्ष्य नहीं है कि पानी की ठंडी और गर्म परतें संवहन की प्रक्रिया द्वारा अलग हो जाती हैं।

गैसें पानी में घुल गईं

पानी में हमेशा गैसें घुली रहती हैं - ऑक्सीजन और कार्बन डाईऑक्साइड. इन गैसों में पानी के हिमांक को कम करने की क्षमता होती है। जब पानी को गर्म किया जाता है, तो ये गैसें पानी से बाहर निकल जाती हैं क्योंकि उच्च तापमान पर पानी में उनकी घुलनशीलता कम होती है। इसलिए, जब गर्म पानी ठंडा होता है, तो उसमें हमेशा बिना गर्म किए ठंडे पानी की तुलना में कम घुली हुई गैसें होती हैं। इसलिए, गर्म पानी का हिमांक अधिक होता है और वह तेजी से जम जाता है। इस कारक को कभी-कभी एमपीईएमबीए प्रभाव को समझाने में मुख्य माना जाता है, हालांकि इस तथ्य की पुष्टि करने वाला कोई प्रयोगात्मक डेटा नहीं है।

ऊष्मीय चालकता

जब पानी को छोटे कंटेनरों में रेफ्रिजरेटर डिब्बे के फ्रीजर में रखा जाता है तो यह तंत्र महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। इन परिस्थितियों में, यह देखा गया कि गर्म पानी वाला एक कंटेनर अपने नीचे की बर्फ को पिघला देता है फ्रीजर, जिससे फ्रीजर की दीवार के साथ थर्मल संपर्क और थर्मल चालकता में सुधार होता है। परिणामस्वरूप, ठंडे पानी के कंटेनर की तुलना में गर्म पानी के कंटेनर से गर्मी तेजी से निकल जाती है। बदले में, ठंडे पानी वाला एक कंटेनर नीचे की बर्फ को नहीं पिघलाता है।

इन सभी (साथ ही अन्य) स्थितियों का अध्ययन कई प्रयोगों में किया गया था, लेकिन इस सवाल का स्पष्ट उत्तर - उनमें से कौन सा एमपीईएमबीए प्रभाव का एक सौ प्रतिशत पुनरुत्पादन प्रदान करता है - कभी प्राप्त नहीं हुआ।

उदाहरण के लिए, 1995 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी डेविड ऑरबैक ने इस प्रभाव पर सुपरकूलिंग पानी के प्रभाव का अध्ययन किया। उन्होंने पाया कि गर्म पानी, अतिशीतित अवस्था में पहुंचकर, ठंडे पानी की तुलना में अधिक तापमान पर जम जाता है, और इसलिए ठंडे पानी की तुलना में तेजी से जमता है। लेकिन ठंडा पानी गर्म पानी की तुलना में तेजी से अतिशीतित अवस्था में पहुंचता है, जिससे पिछले अंतराल की भरपाई हो जाती है।

इसके अलावा, ऑउरबैक के परिणामों ने पिछले डेटा का खंडन किया कि कम क्रिस्टलीकरण केंद्रों के कारण गर्म पानी अधिक सुपरकूलिंग प्राप्त करने में सक्षम था। जब पानी को गर्म किया जाता है तो उसमें घुली गैसें उसमें से निकल जाती हैं और जब उसे उबाला जाता है तो उसमें घुले कुछ लवण अवक्षेपित हो जाते हैं।

अभी के लिए, केवल एक ही बात कही जा सकती है - इस प्रभाव का पुनरुत्पादन उन परिस्थितियों पर काफी हद तक निर्भर करता है जिनके तहत प्रयोग किया जाता है। सटीक रूप से क्योंकि इसे हमेशा पुन: प्रस्तुत नहीं किया जाता है।

ऐसे कई कारक हैं जो प्रभावित करते हैं कि कौन सा पानी तेजी से जमता है, गर्म या ठंडा, लेकिन सवाल ही थोड़ा अजीब लगता है। निहितार्थ, और यह भौतिकी से ज्ञात है, यह है कि गर्म पानी को बर्फ में बदलने के लिए तुलना किए जा रहे ठंडे पानी के तापमान तक ठंडा होने में अभी भी समय लगता है। ठंडा पानी इस चरण को छोड़ सकता है, और, तदनुसार, इसमें समय लगता है।

लेकिन इस सवाल का जवाब कि कौन सा पानी तेजी से जमता है - ठंडा या गर्म - बाहर ठंड में, कोई भी निवासी जानता है उत्तरी अक्षांश. वास्तव में, वैज्ञानिक रूप से, यह पता चला है कि किसी भी मामले में, ठंडा पानी तेजी से जमने के लिए बाध्य है।

भौतिकी के शिक्षक, जिनसे 1963 में स्कूली छात्र एरास्टो मपेम्बा ने संपर्क किया था, ने भी यही बात सोची और यह समझाने का अनुरोध किया कि भविष्य की आइसक्रीम का ठंडा मिश्रण समान, लेकिन गर्म आइसक्रीम की तुलना में जमने में अधिक समय क्यों लेता है।

"यह सार्वभौमिक भौतिकी नहीं है, बल्कि कुछ प्रकार की एमपेम्बा भौतिकी है"

उस समय, शिक्षक केवल इस पर हँसे, लेकिन भौतिकी के प्रोफेसर डेनिस ओसबोर्न, जिन्होंने एक समय उसी स्कूल का दौरा किया था जहाँ एरास्टो ने अध्ययन किया था, ने प्रयोगात्मक रूप से इस तरह के प्रभाव की उपस्थिति की पुष्टि की, हालांकि तब इसके लिए कोई स्पष्टीकरण नहीं था। 1969 में एक लोकप्रिय वैज्ञानिक पत्रिका में इन दोनों लोगों का एक संयुक्त लेख प्रकाशित हुआ था, जिसमें इस अजीबोगरीब प्रभाव का वर्णन किया गया था।

तब से, वैसे, इस सवाल का कि कौन सा पानी तेजी से जमता है - गर्म या ठंडा - का अपना नाम है - एमपेम्बा प्रभाव, या विरोधाभास।

यह प्रश्न काफी समय से बना हुआ है

स्वाभाविक रूप से, ऐसी घटना पहले भी हुई थी, और इसका उल्लेख अन्य वैज्ञानिकों के कार्यों में भी किया गया था। इस मुद्दे में न केवल स्कूली बच्चों की दिलचस्पी थी, बल्कि रेने डेसकार्टेस और यहां तक ​​​​कि अरस्तू ने भी एक समय में इसके बारे में सोचा था।

लेकिन उन्होंने इस विरोधाभास को हल करने के तरीकों की तलाश बीसवीं सदी के अंत में ही शुरू कर दी।

विरोधाभास घटित होने की स्थितियाँ

आइसक्रीम की तरह, यह सिर्फ सादा पानी नहीं है जो प्रयोग के दौरान जम जाता है। कौन सा पानी तेजी से जमता है - ठंडा या गर्म, इस पर बहस शुरू करने के लिए कुछ शर्तें मौजूद होनी चाहिए। इस प्रक्रिया की प्रगति पर क्या प्रभाव पड़ता है?

अब, 21वीं सदी में, कई विकल्प सामने रखे गए हैं जो इस विरोधाभास को समझा सकते हैं। कौन सा पानी तेजी से जमता है, गर्म या ठंडा, यह इस तथ्य पर निर्भर हो सकता है कि ठंडे पानी की तुलना में इसकी वाष्पीकरण दर अधिक है। इस प्रकार, इसकी मात्रा कम हो जाती है, और जैसे-जैसे मात्रा घटती है, ठंड का समय कम हो जाता है यदि हम ठंडे पानी की समान प्रारंभिक मात्रा लेते हैं।

आपको फ़्रीज़र को डीफ़्रॉस्ट किए हुए कुछ समय हो गया है।

कौन सा पानी तेजी से जमता है और ऐसा क्यों होता है, यह बर्फ की परत से प्रभावित हो सकता है जो प्रयोग के लिए उपयोग किए गए रेफ्रिजरेटर के फ्रीजर में मौजूद हो सकता है। यदि आप दो कंटेनर लेते हैं जो मात्रा में समान हैं, लेकिन उनमें से एक में गर्म पानी है और दूसरे में ठंडा है, तो गर्म पानी वाले कंटेनर के नीचे की बर्फ पिघल जाएगी, जिससे रेफ्रिजरेटर की दीवार के साथ थर्मल स्तर के संपर्क में सुधार होगा। ठंडे पानी का एक कंटेनर ऐसा नहीं कर सकता। यदि रेफ्रिजरेटर डिब्बे में बर्फ की ऐसी कोई परत नहीं है, तो ठंडा पानी तेजी से जम जाएगा।

ऊपर से नीचे

साथ ही, पानी के तेजी से जमने की घटना - गर्म या ठंडा - को इस प्रकार समझाया गया है। कुछ नियमों का पालन करने पर ठंडा पानी जमने लगता है ऊपरी परतें, गर्म होने पर यह विपरीत कार्य करता है - यह नीचे से ऊपर तक जमना शुरू कर देता है। यह पता चला है कि ठंडा पानी, जिसके शीर्ष पर पहले से ही जगह-जगह बर्फ की एक ठंडी परत होती है, इस प्रकार संवहन और थर्मल विकिरण की प्रक्रियाओं को खराब कर देता है, जिससे यह पता चलता है कि कौन सा पानी तेजी से जमता है - ठंडा या गर्म। शौकिया प्रयोगों की तस्वीरें संलग्न हैं, और यह यहां स्पष्ट रूप से दिखाई देती है।

गर्मी बाहर निकलती है, ऊपर की ओर बढ़ती है, और वहां वह एक बहुत ठंडी परत से मिलती है। ऊष्मा विकिरण के लिए कोई मुक्त पथ नहीं है, इसलिए शीतलन प्रक्रिया कठिन हो जाती है। गर्म पानी के रास्ते में ऐसी कोई बाधा नहीं है। कौन तेजी से जमता है - ठंडा या गर्म, संभावित परिणाम क्या निर्धारित करता है, आप यह कहकर उत्तर का विस्तार कर सकते हैं कि किसी भी पानी में कुछ पदार्थ घुले होते हैं।

परिणाम को प्रभावित करने वाले कारक के रूप में पानी में अशुद्धियाँ

यदि आप धोखा नहीं देते हैं और समान संरचना वाले पानी का उपयोग करते हैं, जहां कुछ पदार्थों की सांद्रता समान होती है, तो ठंडा पानी तेजी से जम जाएगा। लेकिन यदि ऐसी स्थिति उत्पन्न होती है जहां घुले हुए रासायनिक तत्व केवल गर्म पानी में मौजूद होते हैं, और ठंडे पानी में नहीं होते हैं, तो गर्म पानी को पहले जमने का अवसर मिलता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि पानी में घुले पदार्थ क्रिस्टलीकरण केंद्र बनाते हैं, और इन केंद्रों की एक छोटी संख्या के साथ, पानी का रूपांतरण होता है ठोस अवस्थाकठिन। यह भी संभव है कि पानी अत्यधिक ठंडा हो जाएगा, इस अर्थ में कि शून्य से नीचे के तापमान पर यह तरल अवस्था में होगा।

लेकिन ये सभी संस्करण, जाहिरा तौर पर, वैज्ञानिकों को पूरी तरह से पसंद नहीं आए और उन्होंने इस मुद्दे पर काम करना जारी रखा। 2013 में, सिंगापुर में शोधकर्ताओं की एक टीम ने कहा कि उन्होंने एक सदियों पुराने रहस्य को सुलझा लिया है।

चीनी वैज्ञानिकों के एक समूह का दावा है कि इस प्रभाव का रहस्य पानी के अणुओं के बीच उसके बंधनों, जिन्हें हाइड्रोजन बांड कहा जाता है, में संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा में निहित है।

चीनी वैज्ञानिकों का जवाब

निम्नलिखित जानकारी है, जिसे समझने के लिए आपको रसायन विज्ञान का कुछ ज्ञान होना आवश्यक है ताकि यह समझ सकें कि कौन सा पानी तेजी से जमता है - गर्म या ठंडा। जैसा कि ज्ञात है, इसमें दो H (हाइड्रोजन) परमाणु और एक O (ऑक्सीजन) परमाणु होते हैं, जो सहसंयोजक बंधों द्वारा एक साथ बंधे होते हैं।

लेकिन एक अणु के हाइड्रोजन परमाणु भी पड़ोसी अणुओं की ओर, उनके ऑक्सीजन घटक की ओर आकर्षित होते हैं। इन बंधों को हाइड्रोजन बंध कहा जाता है।

यह याद रखने योग्य है कि एक ही समय में, पानी के अणु एक दूसरे पर प्रतिकारक प्रभाव डालते हैं। वैज्ञानिकों ने नोट किया कि जब पानी गर्म होता है, तो उसके अणुओं के बीच की दूरी बढ़ जाती है, और यह प्रतिकारक शक्तियों द्वारा सुगम होता है। यह पता चला है कि ठंडी अवस्था में अणुओं के बीच समान दूरी तय करने से, उन्हें फैलने के लिए कहा जा सकता है, और उनमें ऊर्जा की अधिक आपूर्ति होती है। यह वह ऊर्जा भंडार है जो तब निकलता है जब पानी के अणु एक-दूसरे के करीब आने लगते हैं, यानी ठंडा होने लगता है। यह पता चला है कि गर्म पानी में ऊर्जा का एक बड़ा भंडार होता है, और उप-शून्य तापमान तक ठंडा होने पर इसकी अधिक रिहाई ठंडे पानी की तुलना में तेजी से होती है, जिसमें ऐसी ऊर्जा का एक छोटा भंडार होता है। तो कौन सा पानी तेजी से जमता है - ठंडा या गर्म? सड़क पर और प्रयोगशाला में, एमपेम्बा का विरोधाभास घटित होना चाहिए, और गर्म पानी तेजी से बर्फ में बदलना चाहिए।

लेकिन सवाल अभी भी खुला है

इस समाधान की केवल सैद्धांतिक पुष्टि है - यह सब लिखा हुआ है सुंदर सूत्रऔर यह प्रशंसनीय लगता है. लेकिन जब प्रयोगात्मक डेटा जिस पर पानी तेजी से जमता है - गर्म या ठंडा - व्यावहारिक उपयोग में लाया जाता है, और उनके परिणाम प्रस्तुत किए जाते हैं, तो एमपीईएमबीए के विरोधाभास का प्रश्न बंद माना जा सकता है।

ब्रिटिश रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री उस व्यक्ति को £1,000 का इनाम दे रही है जो वैज्ञानिक रूप से यह बता सकता है कि कुछ मामलों में गर्म पानी ठंडे पानी की तुलना में तेजी से क्यों जमता है।

“आधुनिक विज्ञान अभी भी इस सरल प्रतीत होने वाले प्रश्न का उत्तर नहीं दे सकता है। आइसक्रीम निर्माता और बारटेंडर अपने दैनिक कार्यों में इस प्रभाव का उपयोग करते हैं, लेकिन वास्तव में कोई नहीं जानता कि यह क्यों काम करता है। यह समस्या सहस्राब्दियों से ज्ञात है, अरस्तू और डेसकार्टेस जैसे दार्शनिक इसके बारे में सोचते रहे हैं, ”ब्रिटिश रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री के अध्यक्ष प्रोफेसर डेविड फिलिप्स ने सोसायटी की एक प्रेस विज्ञप्ति में उद्धृत किया।

कैसे अफ़्रीका के एक रसोइये ने ब्रिटिश भौतिकी के प्रोफेसर को हरा दिया

यह कोई अप्रैल फूल का मज़ाक नहीं, बल्कि एक कड़वी भौतिक सच्चाई है। आधुनिक विज्ञान, जो आसानी से आकाशगंगाओं और ब्लैक होल के साथ काम करता है, और क्वार्क और बोसॉन की खोज के लिए विशाल त्वरक बनाता है, यह नहीं समझा सकता कि प्राथमिक पानी "कैसे काम करता है।" स्कूल की पाठ्यपुस्तक में स्पष्ट रूप से कहा गया है कि ठंडे शरीर को ठंडा करने की तुलना में गर्म शरीर को ठंडा करने में अधिक समय लगता है। लेकिन पानी के लिए इस नियम का हमेशा पालन नहीं किया जाता है। चौथी शताब्दी ईसा पूर्व में अरस्तू ने इस विरोधाभास की ओर ध्यान आकर्षित किया था। ई. यहाँ प्राचीन यूनानी ने अपनी पुस्तक मेटियोरोलॉजिका I में लिखा है: “तथ्य यह है कि पानी पहले से गरम किया जाता है, जिससे यह जम जाता है। इसलिए, बहुत से लोग, जब गर्म पानी को तेजी से ठंडा करना चाहते हैं, तो पहले उसे धूप में रखते हैं..." मध्य युग में, फ्रांसिस बेकन और रेने डेसकार्टेस ने इस घटना को समझाने की कोशिश की। अफसोस, न तो महान दार्शनिक और न ही शास्त्रीय थर्मोफिजिक्स विकसित करने वाले कई वैज्ञानिक इसमें सफल हुए, और इसलिए ऐसा असुविधाजनक तथ्य लंबे समय तक "भूल" गया।

और केवल 1968 में उन्हें तंजानिया के स्कूली छात्र एरास्टो मपेम्बे की बदौलत "याद" आया, जो किसी भी विज्ञान से बहुत दूर था। 1963 में पाक कला विद्यालय में पढ़ते समय, 13 वर्षीय एमपेम्बे को आइसक्रीम बनाने का काम दिया गया था। तकनीक के मुताबिक, दूध को उबालना, उसमें चीनी घोलना, कमरे के तापमान तक ठंडा करना और फिर उसे जमने के लिए फ्रिज में रखना जरूरी था। जाहिर तौर पर, एमपेम्बा एक मेहनती छात्र नहीं था और झिझकता था। इस डर से कि वह पाठ के अंत तक नहीं पहुँच पाएगा, उसने ठंडा दूध फ्रिज में रख दिया। उन्हें आश्चर्य हुआ कि यह उनके साथियों के दूध से भी पहले जम गया, जो सभी नियमों के अनुसार तैयार किया गया था।

जब एमपेम्बा ने अपनी खोज को अपने भौतिकी शिक्षक के साथ साझा किया, तो उन्होंने पूरी कक्षा के सामने उस पर हँसे। म्पेम्बा को अपमान याद आया। पांच साल बाद, वह पहले से ही दार एस सलाम विश्वविद्यालय में छात्र थे, उन्होंने प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी डेनिस जी. ओसबोर्न के एक व्याख्यान में भाग लिया। व्याख्यान के बाद, उन्होंने वैज्ञानिक से एक प्रश्न पूछा: "यदि आप समान मात्रा में पानी के साथ दो समान कंटेनर लेते हैं, एक 35 डिग्री सेल्सियस (95 डिग्री फ़ारेनहाइट) और दूसरा 100 डिग्री सेल्सियस (212 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर, और उन्हें रखें फ्रीजर में, तो गर्म कंटेनर में पानी तेजी से जम जाएगा। क्यों?" आप गॉडफॉरसेन तंजानिया के एक युवक के सवाल पर एक ब्रिटिश प्रोफेसर की प्रतिक्रिया की कल्पना कर सकते हैं। उन्होंने छात्र का मजाक उड़ाया. हालाँकि, म्पेम्बा इस तरह के उत्तर के लिए तैयार था और उसने वैज्ञानिक को शर्त लगाने की चुनौती दी। उनका विवाद एक प्रायोगिक परीक्षण के साथ समाप्त हुआ जिसने पुष्टि की कि एम्पेम्बा सही था और ओसबोर्न हार गया। इस प्रकार, प्रशिक्षु रसोइये ने विज्ञान के इतिहास में अपना नाम लिखा, और अब से इस घटना को "एमपेम्बा प्रभाव" कहा जाता है। इसे त्यागना, इसे "अस्तित्वहीन" घोषित करना असंभव है। घटना मौजूद है, और, जैसा कि कवि ने लिखा है, "यह चोट नहीं पहुँचाता है।"

क्या धूल के कण और विलेय इसके लिए दोषी हैं?

वर्षों से, कई लोगों ने जमने वाले पानी के रहस्य को जानने की कोशिश की है। इस घटना के लिए स्पष्टीकरणों का एक पूरा समूह प्रस्तावित किया गया है: वाष्पीकरण, संवहन, विघटित पदार्थों का प्रभाव - लेकिन इनमें से किसी भी कारक को निश्चित नहीं माना जा सकता है। कई वैज्ञानिकों ने अपना पूरा जीवन एमपेम्बा प्रभाव के लिए समर्पित कर दिया है। विकिरण सुरक्षा विभाग के कर्मचारी स्टेट यूनिवर्सिटीन्यूयॉर्क - जेम्स ब्राउन्रिज - में खाली समयपिछले एक दशक से अधिक समय से विरोधाभास का अध्ययन कर रहे हैं। सैकड़ों प्रयोग करने के बाद, वैज्ञानिक ने हाइपोथर्मिया के "अपराध" के सबूत होने का दावा किया है। ब्राउन्रिज बताते हैं कि 0 डिग्री सेल्सियस पर, पानी केवल सुपरकूल हो जाता है, और तापमान नीचे जाने पर जमना शुरू हो जाता है। हिमांक बिंदु को पानी में अशुद्धियों द्वारा नियंत्रित किया जाता है - वे बर्फ के क्रिस्टल के गठन की दर को बदलते हैं। जब क्रिस्टलीकरण केंद्रों के आसपास बर्फ के क्रिस्टल बनते हैं तो धूल के कण, बैक्टीरिया और घुले हुए नमक जैसी अशुद्धियों में एक विशिष्ट न्यूक्लियेशन तापमान होता है। जब पानी में एक साथ कई तत्व होते हैं, तो हिमांक बिंदु उस तत्व से निर्धारित होता है जिसमें सबसे अधिक तत्व होते हैं उच्च तापमानन्यूक्लियेशन

प्रयोग के लिए, ब्राउन्रिज ने समान तापमान के दो पानी के नमूने लिए और उन्हें फ्रीजर में रख दिया। उन्होंने पाया कि नमूनों में से एक हमेशा दूसरे से पहले जम जाता है, संभवतः अशुद्धियों के एक अलग संयोजन के कारण।

ब्राउनरिज का कहना है कि गर्म पानी तेजी से ठंडा होता है क्योंकि पानी और फ्रीजर के तापमान के बीच अधिक अंतर होता है - इससे ठंडे पानी को उसके प्राकृतिक हिमांक तक पहुंचने से पहले उसके हिमांक तक पहुंचने में मदद मिलती है, जो कि कम से कम 5 डिग्री सेल्सियस कम होता है।

हालाँकि, ब्राउन्रिज का तर्क कई सवाल खड़े करता है। इसलिए, जो लोग एमपीईएमबीए प्रभाव को अपने तरीके से समझा सकते हैं, उनके पास ब्रिटिश रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री से एक हजार पाउंड स्टर्लिंग के लिए प्रतिस्पर्धा करने का मौका है।