वह परिस्थिति जहां गर्म पानी ठंडे पानी की तुलना में तेजी से जमा होता है, कुछ शर्तों के तहत, Mpemba प्रभाव के रूप में जाना जाता है। तंजानिया के छात्र एरास्टो एमपीईएमबीए के नाम पर, जिन्होंने 1963 में इसे देखा था, इस विपरीत घटना ने वैज्ञानिकों को हैरान किया है और या कई दशकों से बहस का विषय बना हुआ है। MPEMBA प्रभाव पारंपरिक सोच को चुनौती देता है, क्योंकि यह थर्मोडायनामिक्स के मूल सिद्धांतों को धता बताता है, जहां ठंडे पानी को गर्म पानी की तुलना में तार्किक रूप से तेजी से फ्रीज करना चाहिए। फिर भी, विशिष्ट परिस्थितियों में, विपरीत होता है।
ऐतिहासिक पृष्ठभूमि:
MPEMBA प्रभाव को पूरे इतिहास में दर्ज किया गया है। प्राचीन ग्रीक दार्शनिक अरस्तू ने कुछ इसी तरह का उल्लेख किया था और फ्रांसिस बेकन और रेने डेसकार्टेस जैसे वैज्ञानिकों ने भी पानी के असामान्य व्यवहार के बारे में लिखा। हालाँकि, यह तब तक नहीं था जब तक कि Mpemba ने एक स्कूल के प्रयोग के दौरान एक प्रोफेसर के मार्गदरशन में इसका ऑब्जरवेशन नहीं किया और इस घटना का वैज्ञानिक रूप से अध्ययन किया गया था। तब से, कई शोधकर्ताओं ने इस जिज्ञासु प्रभाव के पीछे के कारणों का पता लगाया है।
वाष्पीकरण:
सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत सिद्धांतों में से एक यह है कि वाष्पीकरण इस घटना में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। गर्म पानी में अधिक ऊर्जा है जिस से ठंडे पानी की तुलना में यह अधिक तेजी से वाष्पित हो जाता है। नतीजतन, गर्म कंटेनर में पानी की मात्रा ठन्डे कंटेनर की तुलना में तेजी से कम हो जाती है। चूंकि जमने के लिए कम पानी होता है, इसलिए गर्म पानी कभी -कभी ठंडे पानी की तुलना में अधिक तेजी से जम सकता है। इसके अतिरिक्त, बाष्पीकरणीय शीतलन प्रभाव गर्म पानी के तापमान को अधिक तेजी से कम करने में मदद करता है।
संवहन धाराएं:
एक और कारण यह बताया जाता है कि में पानी के भीतर संवहन धाराएं शामिल हैं। गर्म पानी मजबूत संवहन धाराओं को उत्पन्न करता है, जिसका अर्थ है कि यह पानी अधिक प्रभावी ढंग से प्रसारित करता है और पूरे तरल में समान रूप से गर्मी वितरित करता है। इस कुशल हीट ट्रांसफर से से पूरे तापमान में तेजी से कमी हो सकती है, जिससे गर्म पानी की ठंडे पानी की तुलना में अधिक तेजी से तापमान तक पहुंचने में मदद मिलते है जिसका कारण कमजोर संवहन धाराएं होती हैं।
घुली हुई गैसें:
MPEMBA प्रभाव भी घुली हुईगैसों से प्रभावित हो सकता है। गर्म पानी में ठंडे पानी की तुलना में कम घुलित गैसें होती हैं, क्योंकि पानी गर्म होने पर ये गैसें जारी की जाती हैं। गैसों का यह नुकसान पानी के गुणों को प्रभावित कर सकता है, जैसे कि इसके freezing point। कुछ वैज्ञानिकों का सुझाव है कि कम घुली हुई गैसों के साथ पानी अधिक आसानी से जम सकता है जिसकी वजह से गर्म पानी तेजी से जम जाता है
सुपरकूलिंग:
एक और सिद्धांत यह है कि गर्म पानी को ठंडे पानी की तुलना में सुपरकूल की संभावना कम होती है। सुपरकूलिंग तब होती है जब पानी बर्फ बनाने के बिना अपने freezing point से नीचे ठंडा हो जाता है। ठंडा पानी इस सुपरकूल जगह में प्रवेश कर सकता है, बर्फ के क्रिस्टल के निर्माण में देरी कर सकता है, जबकि गर्म पानी इस क्रिया स्किप करके और अधिक आसानी से पानी जमा देता है।
एक्सपेरिमेंट करने की शर्ते
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि MPEMBA प्रभाव यूनिवर्सल रूप से नहीं होता है। ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी तेजी से जमा होता है या नहीं, कंटेनर की सामग्री, पर्यावरण और पानी के प्रारंभिक तापमान जैसे विभिन्न कारकों पर निर्भर करता है। देखे जाने वाले प्रभाव के लिए, सटीक प्रयोगात्मक स्थितियां सही समय और स्थान पर होनी चाहिए। प्रयोगशाला परीक्षणों में विपरीत परिणामों ने कुछ वैज्ञानिकों को यह सवाल करने के लिए प्रेरित किया है कि क्या यह प्रभाव एक सच्ची भौतिक घटना है या बस परिस्थिति वश की घटना मात्र है जो तेजी से गर्म पानी के जमा देने का काम करती है।
निष्कर्ष:
हालाँकि MPEMBA प्रभाव को कुछ प्रयोगों में देखा गया है मगर फिर भी यह बहस का विषय बना हुआ है। ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी तेजी से क्यों जम सकता है, इसके लिए कोई अकेला और स्थाई स्पष्टीकरण नहीं है, और विभिन्न सिद्धांत इस घटना को समझाने के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं। चाहे वह वाष्पीकरण, संवहन, घुली हुई गैस, या अन्य कारकों के कारण हो, MPEMBA प्रभाव वैज्ञानिकों को काउंटर प्रश्न करने और थर्मोडिनेमिक्स के बारे में हमारी समझ को चुनौती देने के लिए जारी है। इस घटना की आंतरिक मैकेनिज्म को पूरी तरह से समझने के लिए अधिक शोध की आवश्यकता है, लेकिन पानी का यह अजीब व्यवहार उन जटिलताओं की याद दिलाता है जो कि ऐसी परिस्तिथि में वैज्ञानिको को बहुत अधिक शोध और प्रयोग करने होंगे इसको पूरी तरह से सिद्ध करने के लिए।
