Efekt Mpemby. Zjawisko od lat fascynuje naukowców
Co roku, kiedy temperatury spadną sporo poniżej zera, ludzie starają się odtworzyć Efekt Mpemby. Widoki zawsze są tak samo spektakularne. Czym jest słynne zjawisko?
Jeśli przy ujemnej temperaturze wyrzucimy wrzącą wodę w powietrze, to natychmiast zamieni się ona w lodowe kryształki, tworząc efektowny lodowy pióropusz.
Czym jest Efekt Mpemby?
Zjawisko to nazywa się efektem Mpemby i polega na tym, że cieplejsza woda zamarza w określonych warunkach szybciej niż zimna. Historia tego odkrycia sięga lat 60. XX w. i zaczęła się w Tanzanii. Uczeń szkoły średniej, Erasto Mpemba, zauważył podczas przygotowywania lodów, że gorąca mieszanka potrafiła zamarznąć szybciej niż taka sama, ale wcześniej schłodzona.
Wyjątkowe miejsce w europejskiej stolicy. Klimat nie do podrobienia
Swoją obserwację przedstawił nauczycielom, jednak spotkał się z niedowierzaniem, a nawet drwinami, ponieważ zjawisko wydawało się sprzeczne z intuicją i podstawową wiedzą fizyczną.
Sprawa zmieniła się, gdy Mpemba zwrócił uwagę odwiedzającego szkołę fizyka, Denis Osborne. Wspólne eksperymenty potwierdziły, że w pewnych warunkach gorąca woda rzeczywiście może zamarzać szybciej niż zimna.
W 1969 r. opublikowano pracę naukową opisującą to zjawisko, które nazwano efektem Mpemby. Od tego czasu stał się on przedmiotem licznych badań, a mimo wielu hipotez (m.in. parowanie, konwekcja czy rozpuszczone gazy), nie istnieje jedno, powszechnie uznane wyjaśnienie tego fenomenu.
Do dziś nie wskazano konkretnej przyczyny tego zjawiska
Choć naukowcy od dawna badają przyczyny tego efektu, nie znaleziono jednoznacznego wyjaśnienia. Jedna z teorii sugeruje, że kluczową rolę mogą odgrywać obecne w wodzie sole mineralne, które po podgrzaniu mogą się wytrącać, co wpływa na obniżenie temperatury zamarzania.
Część uczonych skupia się na wpływie wiązań wodorowych między cząsteczkami wody. W wyniku podgrzewania te wiązania wydłużają się, a energia pomiędzy cząsteczkami zostaje uwolniona, co przyspiesza schładzanie się wody.
Jak czytamy na stronie Uniwersytetu Śląskiego, "wraz z podgrzaniem wody wiązania wodorowe się wydłużają, wobec czego cząsteczki wody są dalej od siebie i wiązania kowalencyjne oddają energię, przyspieszając schładzanie wody".
Należy pamiętać, że przeprowadzanie tego typu eksperymentów wymaga zachowania szczególnej ostrożności ze względu na ryzyko poparzenia wrzącą wodą. Dlatego najlepiej próbować osiągnąć efekt Mpemby, kiedy temperatury spadają dużo poniżej zera. Dzięki temu ryzyko niepowodzenia będzie niższe.
Źródło: TVN24
