Cos'è l'effetto Mpemba?

Vi siete mai chiesti se l'acqua calda può davvero congelare più rapidamente dell'acqua fredda e, in tal caso, come funziona? Se è così, allora devi conoscere l'effetto Mpemba.

In poche parole, l'effetto Mpemba è il nome dato al fenomeno quando l'acqua calda si congela più rapidamente dell'acqua fredda. Sebbene l'effetto sia stato osservato per secoli, non è stato pubblicato come osservazione scientifica fino al 1968.

L'effetto Mpemba prende il nome da Erasto Mpemba, uno scolaretto tanzaniano che sosteneva che il gelato si sarebbe congelato più velocemente se fosse stato riscaldato prima di essere congelato. Anche se i suoi colleghi lo hanno deriso, Mpemba ha avuto l'ultima risata quando il suo istruttore ha eseguito un esperimento, dimostrando l'effetto. Mpemba e il preside Dr. Denis G. Osborne osservarono che il tempo necessario per l'avvio del congelamento impiegava più tempo se la temperatura iniziale dell'acqua era 25 ° C e impiegava molto meno tempo se la temperatura iniziale era 90 ° C. 

Ragioni per cui l'effetto Mpemba accade

Gli scienziati non sono completamente sicuri del perché l'acqua calda a volte si congela più rapidamente dell'acqua fredda. L'effetto Mpemba non si vede sempre: spesso l'acqua fredda si congela prima dell'acqua calda. La spiegazione dell'effetto probabilmente ha a che fare con le impurità nell'acqua, che fungono da siti di nucleazione per il congelamento. Altri fattori possono includere:

• un effetto dall'evaporazione dell'acqua calda
• aumento della convezione in acqua calda
• aumento della tendenza dell'acqua fredda a superrefrigerare rispetto all'acqua calda
• potenziali diverse quantità di gas disciolti in acqua fredda rispetto all'acqua calda
• effetto della formazione di brina - l'acqua calda tende a congelare dal basso mentre l'acqua fredda tende a congelare dall'alto
• conducibilità termica, facendo sciogliere il contenitore di acqua calda attraverso il ghiaccio isolante nel congelatore, esponendo potenzialmente il contenitore a uno strato più freddo sotto il ghiaccio

Ulteriori informazioni sul punto di congelamento dell'acqua.

fonti

Burridge, Henry C. "Mettendo in discussione l'effetto Mpemba: l'acqua calda non si raffredda più rapidamente del freddo", volume 6 di Rapporti scientifici, Paul F. Linden, Numero articolo: 37665, 24 novembre 2016.

Jeng, Monwhea (2006). "L'acqua calda può congelare più velocemente del freddo?!?". American Journal of Physics. 74 (6): 514-522. arXiv: Fisica / 0.512.262. DOI: 10,1119 / 1,2186,331 mila

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Tao, Yunwen; Zou, Wenli; Jia, Junteng; Li, Wei; Cremer, Dieter (2017). "Diversi modi di legare l'idrogeno nell'acqua: perché l'acqua calda si congela più velocemente dell'acqua fredda?". Rivista di teoria e calcolo chimici. 13 (1): 55-76. doi: 10.1021 / acs.jctc.6b00735