Vad är Mpemba-effekten?

Har du någonsin undrat om varmt vatten verkligen kan frysa snabbare än kallt vatten och i så fall hur fungerar det? Om så är fallet, måste du veta om Mpemba-effekten.

Enkelt uttryckt är Mpemba-effekten namnet som ges till fenomenet när varmt vatten fryser snabbare än kallt vatten. Även om effekten har observerats i århundraden publicerades den inte som en vetenskaplig observation förrän 1968.

Mpemba-effekten är uppkallad efter Erasto Mpemba, en tanzanisk skolpojke som hävdade att glass skulle frysa snabbare om det värmdes innan det frystes. Även om hans kamrater förlöjliga honom, fick Mpemba det sista skrattet när hans instruktör utförde ett experiment, vilket visade effekten. Mpemba och rektor Dr. Denis G. Osborne observerade att tiden som krävdes för att frysningen skulle starta tog längst om den initiala vattentemperaturen var 25 ° C och tog mycket mindre tid om starttemperaturen var 90 ° C. 

Anledningar till att Mpemba-effekten händer

Forskare är inte helt säkra på varför varmt vatten ibland fryser snabbare än kallt vatten. Mpemba-effekten ses inte alltid - ofta fryser kallt vatten före varmt vatten. Förklaringen till effekten har sannolikt att göra med föroreningar i vattnet, som fungerar som kärnbildningssätt för frysning. Andra faktorer kan inkludera:

• en effekt från förångning av varmt vatten
• ökad konvektion i varmt vatten
• ökad tendens för kallt vatten till superkyl jämfört med varmt vatten
• potentiella olika mängder upplösta gaser i kallt vatten jämfört med varmt vatten
• effekt av frostbildning - varmt vatten tenderar att frysa från botten medan kallt vatten tenderar att frysa från toppen
• värmeledningsförmåga, vilket får behållaren med varmt vatten att smälta genom isolerande is i frysen, och potentiellt utsätta behållaren för ett kallare lager under isen

Lär dig mer om vattenens fryspunkt.

källor

Burridge, Henry C. "Fråga om Mpemba-effekten: varmt vatten kyls inte snabbare än kallt," Scientific Reports volym 6, Paul F. Linden, Artikelnummer: 37665, 24 november 2016.

Jeng, Monwhea (2006). "Varmt vatten kan frysa snabbare än kallt?!?". American Journal of Physics. 74 (6): 514-522. arXiv: fysik / 0.512.262. doi: 10,1119 / 1,2186331

Jin, Jaehyeok; Goddard III, William A. (2015). "Mekanismer som ligger till grund för Mpemba-effekten i vatten från simuleringar av molekylär dynamik". Journal of Physical Chemistry C. 119 (5): 2622-2629. doi: 10,1021 / jp511752n

Tao, Yunwen; Zou, Wenli; Jia, Junteng; Li, Wei; Cremer, Dieter (2017). "Olika sätt att vätebindas i vatten - varför fryser varmt vatten snabbare än kallt vatten?". Journal of Chemical Theory and Computation. 13 (1): 55-76. doi: 10,1021 / acs.jctc.6b00735