Може ли топлата вода да замръзне по-бързо от студената вода?

Топлата вода може да замръзне по-бързо от студената вода. Това обаче не винаги се случва, нито науката е обяснила точно защо може да се случи.

Въпреки че Аристотел, Бекон и Декарт всички описват, че горещата вода замръзва по-бързо от студената вода, понятието е било най-вече до 60-те години на миналия век, когато гимназист на име Mpemba забеляза, че миксът с горещ сладолед, когато се постави във фризера, ще замръзне преди смесването на сладолед, който е бил охладен до стайна температура, преди да бъде поставен във фризера. Mpemba повтори експеримента си със смес от вода, а не със сладолед и намери същия резултат: горещата вода замръзна по-бързо от по-студената вода. Когато Mpemba помоли учителя си по физика да обясни наблюденията, учителят казал на Mpemba неговите данни трябва да са в грешка, тъй като явлението е било невъзможно.

Мпемба зададе на гостуващия професор по физика д-р Осборн същия въпрос. Този професор отговори, че не знае, но ще изпробва експеримента. Д-р Озбърн имаше лабораторен техник, който изпълняваше теста на Mpemba. Лабораторният техник съобщи, че е дублирал резултата на Mpemba: "Но ще продължим да повтаряме експеримента, докато не получим правилният резултат. "Е, данните са данните, така че когато експериментът се повтори, той продължи да дава същите доведе. През 1969 г. Осборн и Мпемба публикуват резултатите от своите изследвания. Сега понякога се нарича феноменът, при който горещата вода може да замръзне по-бързо от студената вода

Няма окончателно обяснение защо горещата вода може да замръзне по-бързо от студената вода. Различни механизми влизат в игра, в зависимост от условията. Основните фактори изглежда са:

• Изпарение - повече топла вода ще се изпари от студената вода, като по този начин се намалява количеството на водата, която остава да бъде замразена. Измерванията на масата ни карат да вярваме, че това е важен фактор при охлаждане на водата в отворени контейнери, въпреки че не механизмът обяснява как Mpemba Effect се проявява в затворени контейнери.
• Суперохлаждане - горещата вода е по-малка от a ефект на преохлаждане отколкото студена вода. Това прави по-вероятно да стане твърд, когато достигне точката на замръзване на водата.
• Конвекция - Водата развива конвекционни токове, докато изстива. Плътността на водата обикновено намалява с повишаване на температурата, така че контейнер с охлаждаща вода обикновено е по-топъл отгоре, отколкото на дъното. Ако приемем, че водата губи по-голямата част от топлината си по цялата си повърхност (което може или не може да бъде вярно, в зависимост от условия), тогава водата с по-горещ плот ще загуби топлината си и ще замръзне по-бързо от водата с по-хладен плот.
• Разтворени газове - горещата вода има по-малък капацитет за задържане на разтворени газове, отколкото студената вода, което може да повлияе на скоростта й на замръзване.
• Ефект на заобикалящата среда - Разликата между началните температури на два контейнера с вода може да окаже влияние върху околната среда, което може да повлияе на скоростта на охлаждане. Един пример може да бъде топла вода, топяща съществуващ слой от замръзване, позволяваща по-добра скорост на охлаждане.

Сега, не приемайте думата ми за това! Ако се съмнявате, че горещата вода понякога замръзва по-бързо от студената вода, тествайте я сами. Имайте предвид, че ефектът на Mpemba няма да се наблюдава при всички експериментални условия, затова се консултирайте с справки в тази публикация за да видите какво може да работи най-добре за вас (или опитайте да направите сладолед във вашия фризер, ако приемете това като демонстрация на ефекта).