Voiko kuuma vesi jäätyä nopeammin kuin kylmä vesi?

Kuuma vesi voi jäätyä nopeammin kuin kylmä vesi. Sitä ei kuitenkaan aina tapahdu, eikä tiede ole selittänyt tarkalleen miksi niin voi käydä.

Vaikka Aristoteles, Bacon ja Descartes kuvailivat kuuman veden jäätymistä nopeammin kuin kylmä vesi, ajatus vastusti enimmäkseen 1960-luvulle saakka, jolloin lukion nimeltä Mpemba huomasi, että kuumajääteloseos jäätyessään pakastimeen jäätyisi ennen huoneenlämpötilaan jäähdytettyä jääteloseosta ennen sen asettamista pakastimeen. Mpemba toisti kokeilunsa vedellä kuin jäätelöseoksella ja löysi saman tuloksen: kuuma vesi jäätyi nopeammin kuin viileämpi vesi. Kun Mpemba pyysi fysiikan opettajaa selittämään havainnot, opettaja kertoi Mpemballe hänen tietojensa olevan virheellisiä, koska ilmiö oli mahdoton.

Mpemba kysyi vierailevalta fysiikan professorilta tohtori Osborneelta saman kysymyksen. Tämä professori vastasi, että hän ei tiennyt, mutta hän testaa koetta. Tohtori Osborne sai laboratoriotekniikan suorittamaan Mpemban testin. Lab-tekniikka kertoi kopioineen Mpemban tuloksen: "Mutta jatkamme kokeilua, kunnes saamme oikea tulos. "No, tiedot ovat tietoja, joten kun kokeita toistettiin, niin se jatkoi saman tuoton tulos. Vuonna 1969 Osborne ja Mpemba julkaisivat tutkimuksensa tulokset. Nyt kutsutaan joskus ilmiöksi, jossa kuuma vesi voi jäätyä nopeammin kuin kylmä vesi

Ei ole lopullista selitystä sille, miksi kuuma vesi voi jäätyä nopeammin kuin kylmä vesi. Eri mekanismit tulevat peliin olosuhteista riippuen. Tärkeimmät tekijät näyttävät olevan:

• Haihtuminen - enemmän kuumaa vettä haihtuu kuin kylmää vettä, mikä vähentää jäädytettävän veden määrää. Massamittaukset saavat meidät uskomaan, että tämä on tärkeä tekijä, kun jäähdytetään vettä avoimissa astioissa, vaikka se ei selitä mekanismia, kuinka Mpemba-ilmiö tapahtuu suljetuissa astioissa.
• Ylijäähdytys - Kuumassa vedessä on vähemmän kokemusta superjäähdytysvaikutus kuin kylmä vesi. Tämä tekee siitä todennäköisemmin kiinteän, kun se saavuttaa veden jäätymispisteen.
• Konvektio - Vesi kehittää konvektiovirtauksia jäähtyessään. Vesitiheys laskee yleensä lämpötilan noustessa, joten jäähdytysvesisäiliö on tyypillisesti lämpimämpi ylhäällä kuin pohjassa. Jos oletetaan, että vesi menettää suurimman osan lämmöstään pinnan yli (mikä saattaa olla totta, riippuen olosuhteissa), sitten kuumampi yläosainen vesi menettäisi lämmön ja jäätyisi nopeammin kuin kylmempi yläosainen vesi.
• Liuenneet kaasut - Kuumassa vedessä on vähemmän kykyä pitää liuenneita kaasuja kuin kylmällä vedellä, mikä saattaa vaikuttaa sen jäätymisnopeuteen.
• Ympäristön vaikutus - Kahden vesisäiliön alkuperäisten lämpötilojen erolla voi olla vaikutus ympäristöön, mikä voi vaikuttaa jäähdytyksen nopeuteen. Yksi esimerkki olisi lämmin vesi, joka sulattaa olemassa olevan pakkaskerroksen, mahdollistaen paremman jäähdytysnopeuden.

Älä nyt ota sanani tästä! Jos epäilet, että kuuma vesi jäätyy joskus nopeammin kuin kylmä vesi, testaa se itse. Ota huomioon, että Mpemba-ilmiötä ei näy kaikissa koeolosuhteissa, joten ota yhteyttä viitteet tähän viestiin nähdäksesi, mikä saattaisi toimia parhaiten sinulle (tai yrittää tehdä jäätelö pakastimessasi, jos hyväksyt sen vaikutuksen osoituksena).