Може ли топла вода замрзнути брже од хладне воде?

Топла вода може замрзнути брже од хладне воде. Међутим, то се не догађа увек, нити је наука објаснила тачно зашто може се десити.

Иако су Аристотел, Бацон и Десцартес сви описали замрзавање топле воде брже од хладне воде, идеја је углавном била отпорна све до 1960-их када је средњошколац назвао Мпемба је приметио да ће се мешавина врућег сладоледа, кад се стави у замрзивач, смрзнути пре него што се смеса сладоледа охладила на собну температуру пре него што је ставила у замрзивач. Мпемба је поновио експеримент са водом, уместо смешом од сладоледа и пронашао исти резултат: топла вода се смрзнула брже од хладније воде. Када је Мпемба замолио свог наставника физике да објасни запажања, наставник је рекао Мпемби да његови подаци морају бити у заблуди, јер је феномен био немогућ.

Мпемба је исто питање поставила гостујућем професору физике, др Осборнеу. Овај професор је одговорио да не зна, али да ће тестирати експеримент. Др Осборне је лабораторијски технички извршио Мпембин тест. Лабораторијски техничар је известио да је дуплирао резултат Мпембе, "Али настављаћемо са понављањем експеримента док не добијемо прави резултат. "Па, подаци су подаци, па када је експеримент поновљен, наставио је да даје исте резултат. 1969. Осборне и Мпемба објавили су резултате својих истраживања. Сада се понекад назива појава у којој врућа вода може замрзнути брже од хладне воде

Не постоји дефинитивно објашњење зашто топла вода може замрзнути брже од хладне воде. У зависности од услова играју различити механизми. Чини се да су главни фактори следећи:

• Испаравање - Више топле воде ће испаравати него хладна вода, чиме се смањује количина воде која остаје залеђена. Мерења масе нас наводе да верујемо да је то важан фактор приликом хлађења воде у отвореним посудама, мада то није механизам који објашњава како се ефекат Мпемба дешава у затвореним контејнерима.
• Прехлађивање - Топла вода обично има мање од ефекат суперхлађења него хладна вода. Због тога је већа вероватноћа да ће постати чврста када достигне тачку смрзавања воде.
• Конвекција - вода развија конвекцијске струје док се хлади. Густина воде обично опада како се температура повећава, па је спремник воде за хлађење обично топлији одоздо него на дну. Ако претпоставимо да вода губи већину своје топлоте по целој површини (што може, али не мора бити тачно, зависно од услови), тада би вода са топлијим врхом изгубила топлину и замрзавала се брже од воде са хладнијим врхом.
• Растворени гасови - Топла вода има мањи капацитет задржавања растворених гасова од хладне воде, што може утицати на њену брзину смрзавања.
• Утицај околине - Разлика између почетних температура два спремника воде може имати утицаја на околину која може утицати на брзину хлађења. Један пример би била топла вода која топи претходно постојећи слој мраза, омогућавајући бољу брзину хлађења.

Не прихватајте моју реч због овога! Ако сумњате да се топла вода понекад замрзава брже од хладне воде, тестирајте је сами. Имајте на уму да ефекат Мпемба неће бити видљив за све експерименталне услове, зато се консултујте са тим референце у овом посту да видите шта вам најбоље може помоћи (или покушајте да направите) Сладолед у вашем замрзивачу, ако то прихватите као демонстрацију ефекта).