Test de cultură generală. Ce este efectul Mpemba?

Oamenii de știință știu de generații întregi că apa fierbinte poate îngheța uneori mai repede decât cea rece, acesta fiind un fenomen cunoscut sub numele de efectul Mpemba, dar până acum nu au înțeles de ce. Au fost propuse mai multe teorii, dar un om de știință crede că are răspunsul.

Teoriile pentru efectul Mpemba au inclus: evaporarea mai rapidă a apei calde, ceea ce reduce volumul rămas pentru a îngheța; formarea unui strat de îngheț pe apa rece, care o izolează sau concentrații diferite de substanțe solubile, cum ar fi dioxidul de carbon, care este eliminat atunci când apa este încălzită.

• Ce s-ar putea ascunde sub vulcanii de pe Marte?
• Oamenii de știință ar fi găsit „Sfântul Graal” al computerelor cuantice

Problema este că acest efect nu apare întotdeauna, iar apa rece îngheață adesea mai repede decât apa caldă.

James Brownridge, ofițerul de securitate radiologică de la Universitatea de Stat din New York, a studiat acest efect în timpul său liber în ultimul deceniu, efectuând sute de experimente, iar acum spune că are dovezi că este vorba de supraîngheț.

Efectul Mpemba, observat pentru prima dată în secolul al IV-lea î.Hr. de Aristotel

Brownridge a declarat că a descoperit că apa supraîngheață de obicei la 0°C și începe să înghețe doar sub această temperatură. Punctul de îngheț este guvernat de impuritățile din apă care generează formarea cristalelor de gheață.

Impurități precum praful, bacteriile și sărurile dizolvate au toate o temperatură de nucleație caracteristică, iar atunci când sunt prezente mai multe, punctul de îngheț este determinat de cea cu cea mai mare temperatură de nucleație.

În experimentele sale, Brownridge a luat două mostre de apă la aceeași temperatură și le-a pus într-un congelator. El a constatat că, de obicei, una îngheață înaintea celeilalte, probabil din cauza unui amestec ușor diferit de impurități.

Apoi a scos probele din congelator, a încălzit una la temperatura camerei și cealaltă la 80°C și apoi le-a înghețat din nou. Rezultatele au arătat că, dacă diferența dintre punctele de congelare era de cel puțin 5°C, cel cu cel mai înalt punct de congelare îngheța întotdeauna înaintea celuilalt dacă era încălzit la 80°C și apoi reînghețat.

Efectul Mpemba și-a căpătat numele în anii 1960

Brownridge a spus că apa fierbinte se răcește mai repede din cauza diferenței mai mari de temperatură dintre apă și congelator, iar acest lucru o ajută să ajungă la punctul de îngheț înainte ca apa rece să atingă punctul său natural de îngheț, care este cu cel puțin 5°C mai mic.

El a mai spus că toate condițiile trebuie controlate, cum ar fi amplasarea probelor în congelator și tipul de recipient, lucru pe care, potrivit lui, alți cercetători nu l-au făcut.

Efectul cunoscut acum sub numele de efectul Mpemba a fost observat pentru prima dată în secolul al IV-lea î.Hr. de către Aristotel, iar mulți oameni de știință au observat același fenomen în secolele care au trecut de la epoca lui Aristotel.

Acesta a fost numit efectul Mpemba în anii 1960, când elevul Erasto Mpemba din Tanzania a afirmat în clasa sa de științe că înghețata îngheață mai repede dacă este încălzită, înainte de a fi pusă în congelator. Ulterior, și un inspector școlar a încercat el însuși exp erimentul și i-a dat dreptate, scrie Phys.org.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Cascada Niagara a înghețat parțial din cauza vremii extreme

Cercetătorii au înghețat, în premieră, larve din Marea Barieră de Corali

Penele de pinguin ar putea fi secretul pentru tehnologia anti-îngheț

Tardigradele pot supraviețui înghețului prin oprirea ceasului biologic