Smrzava li se topla voda brže od hladne ili je to samo urbana legenda?
Iako zvuči začuđujuće, vruća voda se ledi brže nego hladna voda pod određenim uvjetima. Fenomen je zabilježio još Aristotel, no razni eksperimenti i istraživanja do današnjeg dana nisu ga uspjela objasniti.
Sad se znanstvenici koncentriraju na čudna svojstva vodikovih veza kao rješenje jednog od najstarijih misterija u fizici, dok drugi tvrde da takozvani Mpemba efekt uopće ni ne postoji.
Mpemba efekt je postao šire popularan u vrijeme Fancisa Bacona i Renea Decartesa.
Špica popularnosti je 1960. godine kada ga otkriva tanzanijski dječak dok je radio sladoled.
Erasto Mpemba je sa školskim kolegama često radio sladoled miješajući zagrijano mlijeko sa šećerom. Nakon toga bi pustio mlijeko da se ohladi i zatim ga stavio u zamrzivač.
No, jednog dana je bio nestrpljiv i stavio je u zamrzivač vruće mlijeko. Na iznenađenje svih, njegov je sladoled brže nastao nego kod kolega. 1960. je s profesorom fizike objavio rad o uočenom fenomenu.
Iako je sam efekt priznat od strane fizičara, nikako ga nisu mogli objasniti, jer kako vruća voda može brže doći do stanja ledišta od hladne vode čija je temperatura mnogo bliža ledištu.
Pokušaji da se kopira efekt na jednostavan i dosljedan način nisu uspjeli.
2012. godine Kraljevsko društvo kemičara je raspisalo natječaj u kojem bi znanstvenici objasnili fenomen. Pristiglo je 22 tisuće radova iz cijelog svijeta, no niti jedan nije uspio dati objašnjenje.
Najčešća hipoteza jest da vruća voda isparava brže gubeći masu i zato je potrebno manje vrućine da se smrzne. Isto tako znanstvenici su bezuspješno isprobali Mpemba efekt sa zatvorenim spremnicima gdje nema isparavanja.
Druga hipoteza je da voda razvija konveksnu struju i da se temperatura nivelira dok se hladi.
Brzo ohlađena čaša vruće vode će imati veću temperaturnu razliku, i gubiti toplinu brže s površine, dok će čaša hladne vode imati manju temperaturnu razliku i time manju konvekciju koja bi ubrzala proces.
No, ni ova hipoteza nije dokazana.
Istraživači sa Southern Methodist Universitya u Dallasu i Nanjing University iz Kine smatraju da znaju rješenje – čudne veze između atoma vodika i kisika u molekulama vode mogu biti ključ rješenja zagonetke.
Simulacije klastera molekula vode pokazuju jačinu veza vodika koja ovisi o događajima u susjednim molekulama vode.
Kad se voda grije, slabije veze se lome, a grupe molekula se formiraju u strukture koje se mogu preoblikovati u kristalne strukture leda kao početne točke leđenja.
Da bi se hladna voda na ovaj način preoblikovala najprije se slabe veze među vodikovim atomima moraju prekinuti.
Dakle, u vrućoj je vodi veći udio jakih veza između vodikovih atoma nego u hladnoj vodi, i zato se slabe veze lome kako temperatura raste.
No, ovu hipotezu je potrebno i dokazati.
Znanstveni rad s Imperial College London je u središte stavio vrijeme potrebno toploj i hladnoj vodi da dosegnu stupanj ledišta (0 stupnjeva Celzija).
Jedan od istraživača s projekta, Henry Burridge, tvrdi da kako god postavili eksperiment ne pronalaze Mpemba efekt.
Ovaj će članak završiti bez zaključka u vezi objašnjenja Mpemba efekta. Zasigurno će biti još znanstvenih istraživanja u tom smjeru, a do tada možemo uživati u ovom efektu koji nas iznenađuje još uvijek nakon ovoliko godina.
