Može li topla voda zamrznuti brže od hladne vode?

Vruća voda može se zamrznuti brže od hladne. Međutim, to se ne događa uvijek, niti je znanost točno objasnila zašto može se dogoditi.

Iako su Aristotel, Bacon i Descartes svi opisali kako se vruća voda zamrzava brže od hladne vode, ideja je uglavnom bila otporna sve do 1960-ih, kada je srednjoškolac nazvao Mpemba je primijetila da će se mješavina vrućeg sladoleda, kad se stavi u zamrzivač, smrznuti prije nego što se smrznula sladoled koji je ohlađen na sobnu temperaturu prije nego što ga je stavio u zamrzivač. Mpemba je ponovio eksperiment s vodom nego sa smjesom sladoleda i pronašao isti rezultat: topla voda se smrznula brže od hladnije vode. Kad je Mpemba zamolio svog učitelja fizike da objasni zapažanja, učitelj je rekao Mpembi da njegovi podaci moraju biti u zabludi jer je fenomen bio nemoguć.

Mpemba je isto pitanje postavila gostujućem profesoru fizike, dr. Osborneu. Ovaj profesor odgovorio je da ne zna, ali da će testirati eksperiment. Dr. Osborne imao je laboratorijsku tehniku ​​koja je izvela Mpembin test. Laboratorijski tehničar izvijestio je da je duplicirao rezultat Mpembe, "Ali nastavit ćemo ponavljati eksperiment dok ne dobijemo pravi rezultat. "Pa, podaci su podaci, pa kada je eksperiment ponovljen, nastavio je dobijati iste proizlaziti. Osborne i Mpemba objavili su 1969. rezultate svojih istraživanja. Sada se ponekad naziva fenomen u kojem vruća voda može zamrzavati brže od hladne

Ne postoji definitivno objašnjenje zašto vruća voda može zamrznuti brže od hladne vode. U obzir dolaze različiti mehanizmi, ovisno o uvjetima. Čini se da su glavni čimbenici:

• Isparavanje - Više tople vode će ispariti nego hladna voda, čime se smanjuje količina vode koja ostaje zaleđena. Mjerenja mase vode nas prema vjerovanju da je ovo važan faktor kod hlađenja vode u otvorenim spremnicima, mada to nije mehanizam koji objašnjava kako se Mpemba efekt događa u zatvorenim spremnicima.
• Prehlađivanje - Topla voda ima manje konzumacije efekt superhlađenja nego hladna voda. Zbog toga je veća vjerojatnost da će postati čvrsta kada dosegne točku smrzavanja vode.
• Konvekcija - Voda razvija konvekcijske struje dok se hladi. Gustoća vode obično se smanjuje kako temperatura raste, tako da je spremnik vode za hlađenje obično topliji odozdo nego na dnu. Ako pretpostavimo da voda gubi većinu svoje topline po cijeloj površini (što može, a ne mora biti istina, ovisno o uvjeti), tada bi voda s toplijim vrhom izgubila toplinu i zamrzavala se brže od vode s hladnijim vrhom.
• Rastopljeni plinovi - Topla voda ima manji kapacitet zadržavanja rastvorenih plinova od hladne vode, što može utjecati na njezinu brzinu smrzavanja.
• Učinak okoline - Razlika između početnih temperatura dva spremnika vode može imati utjecaj na okoliš koji bi mogao utjecati na brzinu hlađenja. Jedan primjer bi bila topla voda koja je otapala prethodno postojeći sloj mraza, omogućavajući bolju brzinu hlađenja.

Ne uzimajte moju riječ za ovo! Ako sumnjate da se vruća voda ponekad zamrzava brže od hladne vode, testirajte to sami. Imajte na umu da Mpemba efekt neće biti vidljiv za sve eksperimentalne uvjete, stoga se savjetujte s tim reference u ovom postu da vidite što bi moglo najbolje raditi za vas (ili pokušajte napraviti sladoled u vašem zamrzivaču, ako to prihvatite kao demonstraciju učinka).