কোন জল দ্রুত জমাট বেঁধে যায়, গরম না ঠাণ্ডা, অনেক কারণের দ্বারা প্রভাবিত হয়, কিন্তু প্রশ্নটি নিজেই একটু অদ্ভুত বলে মনে হয়। এটি উহ্য, এবং এটি পদার্থবিদ্যা থেকে জানা যায় যে, গরম জলের এখনও বরফে পরিণত হওয়ার জন্য তুলনামূলক ঠান্ডা জলের তাপমাত্রায় ঠান্ডা হতে সময় লাগে। ঠান্ডা জল দিয়ে, এই পর্যায়টি এড়িয়ে যেতে পারে, এবং সেই অনুযায়ী, এটি সময়মতো জয়ী হয়৷
কিন্তু তুষারপাতের রাস্তায় কোন জল দ্রুত জমাট বাঁধে - ঠান্ডা বা গরম - এই প্রশ্নের উত্তর উত্তর অক্ষাংশের যে কোনও বাসিন্দা জানেন। প্রকৃতপক্ষে, বৈজ্ঞানিকভাবে, এটি দেখা যাচ্ছে যে কোনও ক্ষেত্রেই, ঠান্ডা জলকে কেবল দ্রুত জমাট করতে হবে৷
এমনই পদার্থবিদ্যার শিক্ষক, যাকে 1963 সালে স্কুলছাত্র ইরাস্তো এমপেম্বা একটি অনুরোধের সাথে যোগাযোগ করেছিলেন যে কেন ভবিষ্যতের আইসক্রিমের ঠান্ডা মিশ্রণ একই রকমের থেকে বেশি সময় ধরে হিমায়িত হয়, কিন্তু গরম হয়৷
এটি বিশ্ব পদার্থবিদ্যা নয়, বরং একধরনের এমপেম্বা পদার্থবিদ্যা
সেই সময়ে, শিক্ষক কেবল এটি দেখে হেসেছিলেন, কিন্তু পদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক ডেনিস ওসবর্ন, যিনি এক সময় ইরাস্তো যেখানে পড়াশোনা করেছিলেন সেই একই স্কুলে গিয়েছিলেন, পরীক্ষামূলকভাবে এই জাতীয় প্রভাবের অস্তিত্ব নিশ্চিত করেছিলেন, যদিও সেখানে ছিল তাহলে এর কোনো ব্যাখ্যা নেই। 1969 সালে একটি জনপ্রিয় বৈজ্ঞানিক জার্নালে এই অদ্ভুত প্রভাব বর্ণনাকারী দু'জনের একটি যৌথ নিবন্ধ প্রকাশিত হয়েছিল।
তারপর থেকে, যাইহোক, কোন জল দ্রুত জমে যায় - গরম না ঠান্ডা, তার নিজস্ব নাম রয়েছে - প্রভাব, বা প্যারাডক্স, Mpemba৷
প্রশ্নটি অনেক আগেই উঠেছিল
স্বভাবতই, এমন ঘটনা আগেও ঘটেছে এবং অন্যান্য বিজ্ঞানীদের কাজেও এর উল্লেখ রয়েছে। শুধুমাত্র একজন স্কুলছাত্রই এই প্রশ্নে আগ্রহী ছিল না, ফ্রান্সিস বেকন, রেনে ডেসকার্টস এবং এমনকি অ্যারিস্টটলও এক সময় এটি সম্পর্কে ভেবেছিলেন৷
এই প্যারাডক্স সমাধানের পন্থাগুলি কেবলমাত্র বিংশ শতাব্দীর শেষের দিকে দেখা শুরু হয়েছিল৷
প্যারাডক্স হওয়ার শর্ত
আইসক্রিমের মতো, এটি কেবল সাধারণ জল নয় যা পরীক্ষার সময় জমে যায়৷ কোন জল দ্রুত জমাট বেঁধে যায় - ঠাণ্ডা বা গরম তা নিয়ে তর্ক শুরু করার জন্য কিছু শর্ত থাকা আবশ্যক। কি এই প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে?
এখন, 21 শতকে, বেশ কয়েকটি বিকল্প সামনে রাখা হয়েছে যা ব্যাখ্যা করতে পারেএই প্যারাডক্স কোন জল দ্রুত জমাট বাঁধে, গরম বা ঠাণ্ডা, এটি নির্ভর করতে পারে যে গরম জলের বাষ্পীভবনের হার ঠান্ডা জলের তুলনায় বেশি। এইভাবে, এর আয়তন হ্রাস পায়, এবং আয়তন হ্রাসের সাথে, আপনি যদি একই ধরনের প্রাথমিক পরিমাণে ঠান্ডা জল গ্রহণ করেন তবে হিমাঙ্কের সময় কম হয়ে যায়।
ফ্রিজারটি দীর্ঘদিন ধরে ডিফ্রোস্ট করা হয়েছে
কোন জল দ্রুত জমে যায় এবং কেন তা হয়, 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 অন্যটি ঠান্ডা জল থাকবে, গরম জলের পাত্রটি তার নীচের তুষারকে গলিয়ে দেবে, যার ফলে রেফ্রিজারেটরের প্রাচীরের সাথে তাপীয় স্তরের যোগাযোগ উন্নত হবে। একটি ঠান্ডা জলের পাত্রে এটি করতে পারে না। যদি রেফ্রিজারেটরের বগিতে বরফের মতো আস্তরণ না থাকে তবে ঠান্ডা জল দ্রুত জমে যাবে।
শীর্ষ - নীচে
এছাড়াও, যে ঘটনাটির জল দ্রুত জমে যায় - গরম বা ঠান্ডা, তা নিম্নরূপ ব্যাখ্যা করা হয়েছে। কিছু আইন অনুসরণ করে, ঠান্ডা জল উপরের স্তরগুলি থেকে জমে যেতে শুরু করে, যখন গরম জল এটিকে অন্যভাবে করে - এটি নীচে থেকে উপরে জমা হতে শুরু করে। দেখা যাচ্ছে যে ঠান্ডা জল, কিছু জায়গায় ইতিমধ্যে তৈরি বরফের উপরে একটি ঠান্ডা স্তর রয়েছে, এইভাবে পরিচলন এবং তাপীয় বিকিরণ প্রক্রিয়াগুলিকে ব্যাহত করে, যার ফলে কোন জল দ্রুত জমাট বাঁধে - ঠান্ডা বা গরম। অপেশাদার থেকে ছবিপরীক্ষাগুলি সংযুক্ত করা হয়েছে, এবং এটি এখানে স্পষ্টভাবে দৃশ্যমান৷
উপরের দিকে ঝুঁকে তাপ বেরিয়ে আসে এবং সেখানে এটি একটি খুব ঠান্ডা 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, যার উপর সম্ভাব্য ফলাফল নির্ভর করে, আপনি এই বলে উত্তরটি প্রসারিত করতে পারেন যে কোনও জলে নির্দিষ্ট কিছু পদার্থ দ্রবীভূত হয়৷
ফলকে প্রভাবিত করে এমন একটি কারণ হিসাবে জলের সংমিশ্রণে অমেধ্যগুলি
যদি আপনি প্রতারণা না করেন এবং একই সংমিশ্রণে জল ব্যবহার না করেন, যেখানে নির্দিষ্ট পদার্থের ঘনত্ব অভিন্ন, তবে ঠান্ডা জল দ্রুত জমাট হওয়া উচিত। কিন্তু যদি এমন পরিস্থিতি দেখা দেয় যখন দ্রবীভূত রাসায়নিক উপাদানগুলি শুধুমাত্র গরম জলে উপস্থিত থাকে, যখন ঠান্ডা জলে সেগুলি থাকে না, তবে গরম জলের আগে হিমায়িত হওয়ার সুযোগ রয়েছে। এটি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে পানিতে দ্রবীভূত পদার্থগুলি স্ফটিককরণ কেন্দ্র তৈরি করে এবং এই অল্প সংখ্যক কেন্দ্রের সাথে, জলকে একটি কঠিন অবস্থায় রূপান্তর করা কঠিন। এমনকি জলকে অতি শীতল করাও সম্ভব, এই অর্থে যে উপ-শূন্য তাপমাত্রায় এটি একটি তরল অবস্থায় থাকবে৷
কিন্তু এই সমস্ত সংস্করণ, দৃশ্যত, বিজ্ঞানীদের সম্পূর্ণরূপে উপযুক্ত ছিল না এবং তারা এই বিষয়ে কাজ চালিয়ে যাচ্ছে। 2013 সালে, সিঙ্গাপুরের গবেষকদের একটি দল বলেছিল যে তারা বহু পুরনো রহস্যের সমাধান করেছে৷
একদল চীনা বিজ্ঞানী দাবি করেছেন যে এই প্রভাবের রহস্য নিহিত রয়েছে জলের অণুগুলির মধ্যে যে পরিমাণ শক্তি সঞ্চিত থাকে তার বন্ধনে, যাকে হাইড্রোজেন বন্ড বলা হয়৷
চীনা বিজ্ঞানীদের কাছ থেকে সূত্র
নিম্নলিখিত তথ্যগুলি অনুসরণ করা হবে, যা বোঝার জন্য আপনার রসায়নে কিছু জ্ঞান থাকা দরকার কোন জল দ্রুত জমাট বাঁধে - গরম না ঠান্ডা। আপনি জানেন যে, একটি জলের অণুতে দুটি H (হাইড্রোজেন) পরমাণু এবং একটি O (অক্সিজেন) পরমাণু সমযোজী বন্ধন দ্বারা একসাথে থাকে।
কিন্তু একটি অণুর হাইড্রোজেন পরমাণুও প্রতিবেশী অণুর প্রতি, তাদের অক্সিজেন উপাদানের প্রতি আকৃষ্ট হয়। এই বন্ধনগুলোকে হাইড্রোজেন বন্ড বলা হয়।
এটা মনে রাখা দরকার যে একই সময়ে, জলের অণুগুলি একে অপরের উপর বিদ্বেষমূলকভাবে কাজ করে। 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 হাইড্রোজেন বন্ধন, ঠান্ডা অবস্থায় অণুর মধ্যে এক দূরত্ব দখল করে, বলা যেতে পারে প্রসারিত, এবং তাদের শক্তির বৃহত্তর সরবরাহ রয়েছে। এই শক্তির রিজার্ভটি যখন জলের অণুগুলি একে অপরের কাছে আসতে শুরু করে, অর্থাৎ শীতল হয় তখন মুক্তি পায়। দেখা যাচ্ছে যে গরম জলে শক্তির একটি বৃহত্তর সরবরাহ, এবং উপ-শূন্য তাপমাত্রায় ঠাণ্ডা হলে এর বৃহত্তর মুক্তি, ঠান্ডা জলের তুলনায় দ্রুত ঘটে, যেখানে এই জাতীয় সরবরাহ রয়েছে।কম শক্তি। তাহলে কোন জল দ্রুত জমে যায় - ঠান্ডা বা গরম? Mpemba প্যারাডক্স বাইরে এবং ল্যাবে ঘটতে হবে, এবং গরম জল দ্রুত বরফে পরিণত হওয়া উচিত।
কিন্তু এখনও খোলা
এই সূত্রের শুধুমাত্র তাত্ত্বিক নিশ্চিতকরণ রয়েছে - এই সবই সুন্দর সূত্রে লেখা এবং মনে হয় প্রশংসনীয়। কিন্তু যখন পরীক্ষামূলক ডেটা, কোন জল দ্রুত জমাট বাঁধে - গরম বা ঠান্ডা, একটি ব্যবহারিক অর্থে রাখা হবে এবং তাদের ফলাফল উপস্থাপন করা হবে, তখন এমপেম্বা প্যারাডক্স বন্ধের প্রশ্নটি বিবেচনা করা সম্ভব হবে।
