अंक 217दैनिक जीवन4 मिनटपठन 70
प्रकाशक · जीके पुस्तकालय · परिशिष्ट
क्या गर्म पानी ठंडे पानी से पहले जम जाता है?
आइसक्रीम बना रहे एक छात्र की वजह से यह बात मशहूर हुई, लेकिन सावधानी से मापने पर आम तौर पर ठंडा पानी पहले जमता है
आपने शायद यह बात सुनी होगी कि फ्रीज़र में गर्म पानी ठंडे पानी से पहले जम जाता है। इस घटना को 「म्पेम्बा प्रभाव」 कहा जाता है, लेकिन सभी परिस्थितियाँ एक जैसी रखकर किए गए प्रयोगों में आम तौर पर ठंडा पानी पहले 0 डिग्री तक पहुँचता है। फिर भी यह बात इतने लंबे समय तक बनी रही, तो उसके पीछे कुछ वाजिब वजहें हैं।
आइसक्रीम से शुरू हुआ नाम
1960 के दशक में तंज़ानिया के मिडिल स्कूल के छात्र एरास्तो म्पेम्बा स्कूल में आइसक्रीम बना रहे थे। उन्हें डर था कि फ्रीज़र में जगह नहीं बचेगी, इसलिए उन्होंने उबाले हुए दूध के मिश्रण को ठंडा किए बिना सीधे उसमें रख दिया। करीब डेढ़ घंटे बाद देखा तो उनका मिश्रण जम चुका था, जबकि उनके दोस्त का ठंडा करके रखा गया मिश्रण अभी पूरी तरह नहीं जमा था।
म्पेम्बा ने विश्वविद्यालय के व्याख्याता डेनिस ऑस्बर्न से इस बारे में पूछा, और दोनों ने 1969 में भौतिकी शिक्षण की एक शोध पत्रिका में प्रयोग के नतीजे साथ मिलकर प्रकाशित किए। इसी तरह का अवलोकन इससे बहुत पहले अरस्तू के लेखन में भी मिलता है।
दोबारा मापने पर नतीजा अलग निकला
2016 में ब्रिटेन के शोधकर्ताओं बरिज और लिंडन ने एक जैसे बर्तनों, एक जैसे पानी और ठंडा करने की एक जैसी परिस्थितियों में केवल शुरुआती तापमान अलग रखकर मापा कि पानी को 0 डिग्री तक पहुँचने में कितना समय लगता है। नतीजा यह निकला कि गर्म पानी को ज़्यादा समय लगा। सोचें तो यह स्वाभाविक है। 80 डिग्री के पानी को जमने के लिए 20 डिग्री से होकर गुज़रना ही पड़ता है, इसलिए उस बिंदु पर वह पहले से 20 डिग्री वाले पानी के मुकाबले देर से शुरुआत कर रहा होता है।
दोनों ने पहले की रिपोर्टों की भी दोबारा जाँच की और बताया कि थर्मामीटर लगाने की ऊँचाई में सिर्फ़ 1 सेंटीमीटर का फ़र्क भी गर्म पानी को आगे दिखा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ठंडे होते पानी में ऊपर और नीचे का तापमान अलग होता है। हालाँकि, उन्होंने यह भी जोड़ा कि म्पेम्बा और ऑस्बर्न के पुराने प्रयोग को पूरी तरह ऐसी माप संबंधी त्रुटियों से नहीं समझाया जा सकता।
घर के फ्रीज़र में उलझन क्यों होती है
रसोई में नतीजे पर असर डालने वाले कारक कहीं ज़्यादा होते हैं। गर्म पानी का कुछ हिस्सा भाप बनकर उड़ जाता है, जिससे उसकी मात्रा घटती है, और बर्तन का तला पाले को पिघलाकर फ्रीज़र की ठंडी सतह से अधिक सट भी सकता है। बर्तन किस खाने में रखा गया है और दरवाज़ा कितनी बार खोला-बंद किया गया है, इससे भी नतीजा बदल सकता है। ऑस्बर्न को भी इस बात का पता था, इसलिए प्रयोग के दौरान उन्होंने बर्तन को स्टायरोफोम के ऊपर रखकर इस असर को रोका।
「जमने」 का मानदंड भी सबका अलग होता है। नतीजा इस बात पर बदल जाता है कि आप सतह पर पहली बार बर्फ़ बनने के क्षण को मानते हैं या अंदर तक पूरी तरह जम जाने के क्षण को। अगर आप जल्दी बर्फ़ बनाना चाहते हैं, तो ठंडा पानी सुरक्षित विकल्प है। गर्म बर्तन पास रखे खाने को भी गर्म कर सकता है।
एक जैसी परिस्थितियों में आम तौर पर ठंडा पानी पहले जमता है, और गर्म पानी के आगे निकलने के मामलों की वजह अक्सर मापने का तरीका या फ्रीज़र की परिस्थितियाँ होती हैं।
टिप्पणियाँ और संदर्भ · म्पेम्बा·ऑस्बर्न 1969, बरिज·लिंडन 2016. Physics Education 1969 「Cool?」, Scientific Reports 2016। म्पेम्बा प्रभाव की परिभाषा तक अलग-अलग अध्ययनों में अलग है, इसलिए इस पर बहस आज भी जारी है।
लेखन मानदंडत्रुटि की सूचना दें
छोटी प्रश्नोत्तरी