Efekt Mpemby

Efekt Mpemby – zjawisko polegające na szybszym zamarzaniu wody cieplejszej od zimniejszej w określonych warunkach. Fenomen ten, niezgodny z intuicyjnymi przewidywaniami, opisywali w swoich pracach m.in. Arystoteles, Kartezjusz i Francis Bacon^[1]. W czasach nowożytnych został po raz pierwszy zaobserwowany w Tanzanii przez ucznia szkoły średniej Erasta B. Mpembę w 1963 roku. Zauważył on, że podgrzana mieszanina do robienia lodów zamarza szybciej niż schłodzona.

Proponowano różne wyjaśnienia tego zjawiska, zakładano, że może mieć na nie wpływ wiele czynników:

różne definicje „zamarznięcia” (czy wtedy, kiedy na powierzchni wody tworzy się warstwa lodu, czy kiedy woda zamarza w całej objętości);
parowanie, które jest procesem endoenergetycznym i jako takie przyspiesza ochłodzenie wody pozostającej w zbiorniku, a ponadto zmniejsza jej objętość, a zatem również pojemność cieplną;
konwekcja, która przyspiesza przepływ ciepła;
osadzanie się szronu na powierzchni naczynia z wodą;
wcześniejsze wrzenie (a nawet samo podgrzanie) wody zmniejsza zawartość rozpuszczonych w niej gazów;
przechłodzenie;
sole mineralne rozpuszczone w wodzie, m.in. węglany wapnia i magnezu (twarda woda), obniżają jej temperaturę zamarzania, a w procesie podgrzewania ich część zostaje wytrącona^[2].

W 2013 r. przyczynę zjawiska przypisano istnieniu pamięci wiązań wodorowych i nadstałości powierzchni wody^[3]. Istnienie efektu Mpemby zostało jednak zakwestionowane w 2016 r.^[4]

Przypisy

↑ JacekJ. Krywko JacekJ., Dlaczego gorąca woda zamarza szybciej? [online], Wyborcza.pl, 12 listopada 2013 [dostęp 2020-07-28] .
↑ J.I.J.I. Katz J.I.J.I., When hot water freezes before cold, „American Journal of Physics”, 77 (1), 2009, s. 27–29, DOI: 10.1119/1.2996187, arXiv:0604224 (ang.).
↑ XiX. Zhang XiX. i inni, Hydrogen-bond memory and water-skin supersolidity resolving the Mpemba paradox, „Phys. Chem. Chem. Phys.”, 16 (42), 2014, s. 22995–23002, DOI: 10.1039/C4CP03669G, arXiv:1310.6514 (ang.).
↑ Henry C.H.C. Burridge Henry C.H.C., Paul F.P.F. Linden Paul F.P.F., Questioning the Mpemba effect: hot water does not cool more quickly than cold, „Scientific Reports”, 6 (1), 2016, s. 37665, DOI: 10.1038/srep37665, PMID: 27883034, PMCID: PMC5121640 (ang.).

Linki zewnętrzne

RonR. Kurtus RonR., The Mpemba Effect: When Hot Water Freezes before Cold [online], school-for-champions.com [dostęp 2020-07-28] (ang.).
IrenaI. Szymczak IrenaI., Dlaczego pękają rury?, „Przekrój”, 8/2008, ISSN 0033-2488 [dostęp 2014-06-11] [zarchiwizowane z adresu 2009-02-12] .

[1] JacekJ. Krywko JacekJ., Dlaczego gorąca woda zamarza szybciej? [online], Wyborcza.pl, 12 listopada 2013 [dostęp 2020-07-28] .

[2] J.I.J.I. Katz J.I.J.I., When hot water freezes before cold, „American Journal of Physics”, 77 (1), 2009, s. 27–29, DOI: 10.1119/1.2996187, arXiv:0604224 (ang.).

[3] XiX. Zhang XiX. i inni, Hydrogen-bond memory and water-skin supersolidity resolving the Mpemba paradox, „Phys. Chem. Chem. Phys.”, 16 (42), 2014, s. 22995–23002, DOI: 10.1039/C4CP03669G, arXiv:1310.6514 (ang.).

[4] Henry C.H.C. Burridge Henry C.H.C., Paul F.P.F. Linden Paul F.P.F., Questioning the Mpemba effect: hot water does not cool more quickly than cold, „Scientific Reports”, 6 (1), 2016, s. 37665, DOI: 10.1038/srep37665, PMID: 27883034, PMCID: PMC5121640 (ang.).

[1]

[2]

[3]

[4]