Μπορεί το ζεστό νερό να παγώσει πιο γρήγορα από το κρύο νερό;

Το ζεστό νερό μπορεί να παγώσει πιο γρήγορα από το κρύο νερό. Ωστόσο, δεν συμβαίνει πάντα, ούτε εξηγείται με ακρίβεια η επιστήμη Γιατί μπορεί να συμβεί.

Παρόλο που ο Αριστοτέλης, ο Μπέικον και ο Ντεκάρτς περιέγραψαν ότι το ζεστό νερό παγώνει γρηγορότερα από το κρύο νερό, η ιδέα αντιστάθηκε ως επί το πλείστον μέχρι τη δεκαετία του 1960 όταν ένας μαθητής γυμνασίου ονόμασε Η Mpemba παρατήρησε ότι το ζεστό μείγμα παγωτού, όταν τοποθετηθεί στον καταψύκτη, θα παγώσει πριν από το μείγμα παγωτού που είχε κρυώσει σε θερμοκρασία δωματίου πριν τοποθετηθεί στον καταψύκτη. Ο Μπέμπα επανέλαβε το πείραμά του με νερό και όχι με παγωτό και βρήκε το ίδιο αποτέλεσμα: το ζεστό νερό πάγωσε πιο γρήγορα από το πιο κρύο νερό. Όταν ο Mpemba ζήτησε από τον καθηγητή φυσικής του να εξηγήσει τις παρατηρήσεις, ο δάσκαλος είπε στον Mpemba ότι τα δεδομένα του πρέπει να είναι λάθος, επειδή το φαινόμενο ήταν αδύνατο.

Ο Μπέμπα έθεσε στην ίδια ερώτηση έναν επισκέπτη καθηγητή φυσικής, Δρ Osborne. Αυτός ο καθηγητής απάντησε ότι δεν ήξερε, αλλά θα δοκιμάσει το πείραμα. Ο Δρ Osborne είχε μια εργαστηριακή τεχνολογία να εκτελέσει το τεστ Mpemba. Η εργαστηριακή τεχνολογία ανέφερε ότι είχε αντιγράψει το αποτέλεσμα του Mpemba, "Αλλά θα συνεχίσουμε να επαναλαμβάνουμε το πείραμα μέχρι να φτάσουμε το σωστό αποτέλεσμα. "Λοιπόν, τα δεδομένα είναι τα δεδομένα, οπότε όταν το πείραμα επαναλήφθηκε, συνέχισε να αποδίδει το ίδιο αποτέλεσμα. Το 1969 οι Osborne και Mpemba δημοσίευσαν τα αποτελέσματα της έρευνάς τους. Τώρα το φαινόμενο στο οποίο το ζεστό νερό μπορεί να παγώσει γρηγορότερα από το κρύο νερό καλείται μερικές φορές

Δεν υπάρχει οριστική εξήγηση για το γιατί το ζεστό νερό μπορεί να παγώσει πιο γρήγορα από το κρύο νερό. Διαφορετικοί μηχανισμοί μπαίνουν στο παιχνίδι, ανάλογα με τις συνθήκες. Οι κύριοι παράγοντες φαίνεται να είναι:

• Εξάτμιση - Περισσότερο ζεστό νερό θα εξατμιστεί από το κρύο νερό, μειώνοντας έτσι την ποσότητα νερού που απομένει να καταψυχθεί. Οι μετρήσεις μάζας μας κάνουν να πιστεύουμε ότι αυτός είναι ένας σημαντικός παράγοντας κατά την ψύξη του νερού σε ανοιχτά δοχεία, αν και δεν είναι ο μηχανισμός που εξηγεί πώς συμβαίνει το Mpemba Effect σε κλειστά δοχεία.
• Υπερψύξη - Το ζεστό νερό τείνει να βιώνει λιγότερο από εφέ υπερψύξης από το κρύο νερό. Αυτό το καθιστά πιο πιθανό να γίνει στερεό όταν φτάσει στο σημείο πήξης του νερού.
• Convection - Το νερό αναπτύσσει ρεύματα μεταφοράς καθώς κρυώνει. Η πυκνότητα του νερού μειώνεται συνήθως καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, έτσι ένα δοχείο ψύξης νερού είναι συνήθως θερμότερο στην κορυφή από ό, τι στον πυθμένα. Αν υποθέσουμε ότι το νερό χάνει το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας του στην επιφάνεια του (το οποίο μπορεί ή όχι να ισχύει, ανάλογα με το συνθήκες), τότε το νερό με μια θερμότερη κορυφή θα χάσει τη θερμότητα του και θα παγώσει γρηγορότερα από το νερό με μια ψυχρότερη κορυφή.
• Διαλυμένα αέρια - Το ζεστό νερό έχει λιγότερη ικανότητα συγκράτησης διαλυμένων αερίων από το κρύο νερό, το οποίο μπορεί να επηρεάσει τον ρυθμό ψύξης του.
• Επίδραση του Περιβάλλοντος - Η διαφορά μεταξύ των αρχικών θερμοκρασιών δύο δοχείων νερού μπορεί να έχει επίδραση στο περιβάλλον που θα μπορούσε να επηρεάσει τον ρυθμό ψύξης. Ένα παράδειγμα θα ήταν το ζεστό νερό να λιώνει ένα προϋπάρχον στρώμα παγετού, επιτρέποντας έναν καλύτερο ρυθμό ψύξης.

Τώρα, μην πάρετε τα λόγια μου για αυτό! Εάν έχετε αμφιβολίες ότι το ζεστό νερό μερικές φορές παγώνει πιο γρήγορα από το κρύο νερό, δοκιμάστε το μόνοι σας. Λάβετε υπόψη ότι το εφέ Mpemba δεν θα εμφανίζεται σε όλες τις πειραματικές συνθήκες, οπότε συμβουλευτείτε το αναφορές σε αυτήν την ανάρτηση για να δείτε τι μπορεί να είναι καλύτερο για εσάς (ή δοκιμάστε να φτιάξετε παγωτό στον καταψύκτη σας, εάν το αποδεχτείτε ως επίδειξη του εφέ).