Může horká voda mrznout rychleji než studená voda?

Horká voda může mrznout rychleji než studená voda. Ne vždy se tak ale stává, ani věda nevysvětlila přesně proč může se to stát.

Ačkoli všechny Aristoteles, Bacon a Descartes popsaly horkou vodu mrznoucí rychleji než studená voda, tomuto pojmu se většinou bránilo až do šedesátých let, kdy středoškolský student jmenoval Mpemba si všiml, že horká zmrzlinová směs, pokud je vložena do mrazničky, zamrzne před zmrzlinovou směsí, která byla ochlazena na pokojovou teplotu před umístěním do mrazničky. Mpemba opakoval svůj experiment spíše s vodou než se zmrzlinovou směsí a zjistil stejný výsledek: horká voda ztuhla rychleji než chladnější voda. Když Mpemba požádal svého učitele fyziky, aby vysvětlil pozorování, učitel řekl Mpembě, že jeho údaje musí být v omylu, protože tento jev nebyl možný.

Mpemba položil hostujícímu profesorovi fyziky, Dr. Osbornovi, stejnou otázku. Tento profesor odpověděl, že to nevěděl, ale ten experiment otestoval. Dr. Osborne nechal Mpembův test provést laboratorní technik. Laboratorní technik oznámil, že zdvojnásobil výsledek Mpemby: „Ale budeme pokračovat v experimentu, dokud nedostaneme správný výsledek. „Data jsou data, takže když se experiment opakoval, pokračoval stejně výsledek. V roce 1969 Osborne a Mpemba zveřejnili výsledky svého výzkumu. Nyní se nazývá jev, kdy horká voda mrzne rychleji než studená voda

Neexistuje žádné definitivní vysvětlení, proč může horká voda mrznout rychleji než studená voda. V závislosti na podmínkách vstupují do hry různé mechanismy. Zdá se, že hlavní faktory jsou:

• Odpařování - Odpařuje se více horké vody než studená voda, čímž se sníží množství vody zbývající k zamrznutí. Hmotnostní měření nás vedou k přesvědčení, že je to důležitý faktor při chlazení vody v otevřených nádobách, ačkoli to není mechanismus, který vysvětluje, jak se efekt Mpemba vyskytuje v uzavřených nádobách.
• Supercooling - Horká voda má sklon zažívat méně efekt podchlazení než studená voda. Díky tomu je pravděpodobnější, že tuhne, když dosáhne bodu tuhnutí vody.
• Konvekce - Voda vyvíjí konvekční proudy při ochlazování. Hustota vody obvykle klesá s rostoucí teplotou, takže nádoba s chladicí vodou je obvykle teplejší nahoře než na dně. Pokud předpokládáme, že voda ztrácí většinu svého tepla po svém povrchu (což může nebo nemusí být pravda, v závislosti na voda), pak by voda s teplejším topem ztratila své teplo a zmrzla rychleji než voda s chladnějším topem.
• Rozpuštěné plyny - Horká voda má menší kapacitu pro zadržení rozpuštěných plynů než studená voda, což může ovlivnit její rychlost zamrznutí.
• Vliv okolního prostředí - Rozdíl mezi počátečními teplotami dvou zásobníků vody může mít vliv na okolní prostředí, které by mohlo ovlivnit rychlost chlazení. Jedním příkladem by mohla být teplá voda, která roztaví již existující vrstvu mrazu, což umožní lepší rychlost chlazení.

Teď mi to neříkej! Pokud máte pochybnosti, že horká voda někdy zamrzne rychleji než studená voda, vyzkoušejte ji sami. Uvědomte si, že efekt Mpemba nebude viděn ve všech experimentálních podmínkách, proto konzultujte reference v tomto příspěvku abyste viděli, co by pro vás mohlo nejlépe fungovat (nebo zkuste zmrzlina v mrazničce, pokud to přijmete jako ukázku účinku).