אפקט מפמבה (Mpemba Effect)

מבוא:  אפקט מפמבה הוא תופעה מפתיעה, שכאשר מקררים שני כלים זהים המכילים אותה כמות מים, המים החמים יקפאו במקרים מסוימים לפני הקרים. לתופעה זו ישנם מספר איזכורים לאורך ההיסטוריה, החל ב"מטאורולוגיה" (Meteorology) של אריסטו, ב- Opus Majus של רוג'ר בייקון ואצל הוגים נוספים כמו קלגט, פרנסיס בייקון ורנה דקרט. למרות זאת, את התופעה תיאר לראשונה באופן ברור תלמיד תיכון מטנזניה בשם ארסטו מפמבה.

עקרונות פיזיקליים מרכזיים:

  • מצבי צבירה, מעבר פאזות ודיאגרמת פאזות.
  • קירור-יתר (Supercooling).
  • התגרענות (Nucleation).
  • התאיידות (Evaporation).
  • הסעת חום.

שאלות המחקר:

  • כיצד משתנה טמפרטורת המים כתלות בזמן (עבור טמפרטורה חיצונית נתונה)? כולל פיתוח נוסחאות.
  • האם קיים הבדל בין מי ברז למים מזוקקים? ומדוע?
  • מציאת תלות בין טמפרטורת המים ההתחלתית לבין משך זמן קפיאתם.
  • מציאת קשר בין טמפרטורת המים ההתחלתית לבין נקודת קירור-היתר המינימאלית שלהם.
  • ניסיון לתת הסבר מדוע מים חמים קופאים, במקרים מסוימים, מהר יותר ממים קרים.

מערך ומהלך המחקר:

  • שימוש במבחנות המכילות נוזלים שונים בטמפרטורות שונות ובטמפרטורות סביבה שונות. הניסויים יתבצעו בעזרת מספר מדי-חום שיחוברו למחשב.
  • בניית סימולציות שיתארו את התנהגות המים בהתאם לתנאי ההתחלה.

גרף המתאר את טמפרטורת המים כתלות בזמן (שעה ראשונה) של מי-ברז,
כפי שביצע תלמיד במרכז אחר"ת. ניתן לראות את הקפיצה הפתאומית בטמפרטורה עם תחילת הקיפאון.

מטרות העבודה:

  • הבנה מעמיקה של מגוון רחב של נושאים מתחום התרמודינאמיקה.
  • רכישת מיומנות בפיתוח תיאוריות פיסיקליות והפרכתן או אישושן בעזרת ניסוי ותהיה.
  • חקירה מקיפה של תחום מעברי פאזה (בעיקר מנוזל למוצק).
דצמבר 2022
יום ראשון יום שני יום שלישי יום רביעי יום חמישי יום שישי שבת
27 בנובמבר 2022

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב
28 בנובמבר 2022

סדנה הרב תחומי עמל מדעים ואומנויות נהריה

סדנה הרב תחומי עמל מדעים ואומנויות נהריה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה
29 בנובמבר 2022 30 בנובמבר 2022

קבוצת פיזיקה מעשית

קבוצת פיזיקה מעשית

סדנה בחטב השלום

סדנה בחטב השלום

הכשרת מורים חט"ב

הכשרת מורים חט"ב
1 בדצמבר 2022

ט' מצטיינים

ט' מצטיינים

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
2 בדצמבר 2022 3 בדצמבר 2022
4 בדצמבר 2022

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב
5 בדצמבר 2022

סדנא בחט"ב זרזיר

סדנא בחט"ב זרזיר

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה
6 בדצמבר 2022 7 בדצמבר 2022

קבוצת פיזיקה מעשית

קבוצת פיזיקה מעשית

הכשרת מורים חט"ב

הכשרת מורים חט"ב
8 בדצמבר 2022

ט' מצטיינים

ט' מצטיינים

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
9 בדצמבר 2022 10 בדצמבר 2022
11 בדצמבר 2022

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב
12 בדצמבר 2022

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה
13 בדצמבר 2022

מובילי חקר ארצי- מקוון

מובילי חקר ארצי- מקוון
14 בדצמבר 2022

קבוצת פיזיקה מעשית

קבוצת פיזיקה מעשית

סדנה בחטב אמירים

סדנה בחטב אמירים

הכשרת מורים חט"ב

הכשרת מורים חט"ב
15 בדצמבר 2022

ט' מצטיינים

ט' מצטיינים

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
16 בדצמבר 2022 17 בדצמבר 2022
18 בדצמבר 2022

סדנה פעילה לתלמידי כיתה י יאנוח ג'ת

סדנה פעילה לתלמידי כיתה י יאנוח ג'ת

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב
19 בדצמבר 2022

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

סדנת מנחים צבירי גליל

סדנת מנחים צבירי גליל
20 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה
21 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה
22 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה
23 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה
24 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה
25 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה

חופשת חורף

חופשת חורף
26 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה

חופשת חורף

חופשת חורף
27 בדצמבר 2022

חופשת חורף

חופשת חורף

מובילי חקר ארצי- מקוון

מובילי חקר ארצי- מקוון
28 בדצמבר 2022

חופשת חורף

חופשת חורף

קבוצת פיזיקה מעשית

קבוצת פיזיקה מעשית
29 בדצמבר 2022

חופשת חורף

חופשת חורף

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
30 בדצמבר 2022

חופשת חורף

חופשת חורף
31 בדצמבר 2022

חופשת חורף

חופשת חורף