تفاوت رفتار مولکول های یک جسم زمانی که سرد است و زمانی که گرم است در چیست

دانشمندن نظریه‌های متفاوتی در مورد چرایی این رخداد ارائه کرده‌اند، ولی تاکنون هیچ کدام از آنها نتوانسته‌اند به طور کامل این پدیده عجیب و غریب فیزیکی را توضیح دهند. به تازگی گروهی فیزیکدان در دانشگاه صنعتی نانیانگ سنگاپور راه حل احتمالی این مسئله را پیدا کرده‌ و توضیح این معما را به برهمکنش غیر عادی مولکول‌های آب با یکدیگر مرتبط کرده‌اند. هر مولکول آب به مولکول همسایه‌اش از طریق نوعی پیوند الکترومغناطیسی متصل می‌شود که پیوند هیدروژنی نامیده می‌شود. همین پیوند است که منجر به ایجاد کشش سطحی آب و نقطه جوشی بالاتر از انتظار به نسبت مایعات دیگر می‌شود؛ اما دکتر سان چانگکینگ و دکتر زانگ از دانشگاه فنی نانیانگ ادعا می‌کنند که پیوند هیدروژنی این را هم توجیه می‌کند که مولکول‌های آب، چطور انرژی را ذخیره و آزاد می‌کنند. به گفته آنها، سرعتی که در آن انرژی آب آزاد می‌شود، بسته به حالت اولیه آب متفاوت است و اگر دو لیوان آب داغ و آب سرد را داخل فریزر قرار دهیم، آب داغ می‌تواند انرژی را سریع‌تر آزاد ‌کند. دکتر چانگکینگ می‌گوید: «فرایندها و سرعت رها سازی انرژی از آب، بسته به حالت انرژی پایه منابع، تفاوت ذاتی خواهد داشت». اثر امپمبا از نام دانشجویی تانزانیایی به نام اراسطو امپمبا اقتباس شده که اولین بار مشاهده کرد که بستنی گرم، قبل از بستنی سرد یخ زده بود. او در سال 1969/1348 در مقاله‌ای نشان داد که حجم برابر آب خنک و آب داغ در یک یخچال، با سرعت‌های متفاوتی یخ می‌زنند، که در آن سرعت انجماد آب داغ بیشتر است. این اثر همچنین می‌تواند کاربردهای واقعی در این دنیا داشته باشد، مانند اشتباه بودن استفاده از آب جوش برای یخ زدایی شیشه اتوموبیل در یک روز سرد زمستانی و یا زودتر یخ زدن لوله‌های آب گرم به نسبت لوله‌های آب سرد. چندین نظریه برای توضیح این پدیده وجود دارند، شامل اینکه تبخیر آب گرم به این معنی است که آب کمتری برای یخ زدن وجود دارد. و یا نظریه دیگری که نشان می دهد که گازهای محلول در آب، در آب گرم آزاد می‌شوند و آن را ویسکوزتر می‌سازند. سال گذشته انجمن سلطنتی شیمی انگلیس، برای هر کسی که بتواند بگوید که اثر امپمبا چطور کار می‌کند، هزار پوند جایزه تعیین کرد. نیکولا برگوویک که یک محقق شیمی در دانشگاه زاگرب است اوایل امسال به عنوان برنده این جایزه معرفی شد. او ازمایش‌هایی را با استفاده از بشرهایی در آزمایشگاه انجام داد و در مقاله‌ای نشان داد که شاید دلیل این ماجرا، اثر همرفتی باشد، چراکه جریان‌های همرفتی در آب ولرم، باعث می‌شوند که سریع‌تر خنک شود. اما دکتر چانگکینگ و دکتر زانگ برای توضیح بیشتر این اثر، تلاش کردند تا از آزمایش این فرایند در سطح مولکولی استفاده کنند. هفته گذشته آنها با انتشار مقاله‌ای نشان دادند که وقتی یخ تشکیل می‌شود، مولکول‌های آب خودشان را چطور می‌آرایند. آنها همچنین در مقاله دیگری اثر امپمبا را هم توضیح دادند.