Hogyan lehet a vizet gyorsan jégkockává alakítani

2024 Szerző: Malcolm Clapton | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 03:59

Azonnal nyissuk ki a kártyákat: a forró vagy meleg víz gyorsabban fagy meg, mint a hideg vagy a hideg. Ezt a paradoxont Mpemba-effektusnak nevezik. Hogy miért működik a logikával ellentétesen, és milyen hőmérsékletű legyen a víz, hogy gyorsabban jéggé alakuljon, olvassa el cikkünket.

Mpemba hatás

Ez a történet több mint fél évszázaddal ezelőtt kezdődött, de a mai napig nem sikerült megoldani. És mindez azért, mert bármennyire is próbálkozott kíváncsi elmék ezrei a bolygó minden tájáról, nem tudták megtalálni az egyetlen helyes megoldást a Mpemba-rejtvényre.

1963-ban egy ismeretlen afrikai diák, Erasto Mpemba észrevett egy furcsaságot: a meleg fagylaltkeverék gyorsabban megszilárdul, mint a hűtött.

A megfigyelés annyira valószínűtlennek tűnt, hogy a fizikatanár csak nevetni tudott a szerencsétlen kísérletező felfedezésén. Erasto azonban biztos volt abban, hogy igaza van, és nem félt attól, hogy ismét nevetségessé váljon: valamivel később egy csúszós kérdést vetett fel Denis Osborne-nal, a tanzániai Dar es Salaam Egyetem professzorával. A tudós nem vont le elhamarkodott következtetéseket, és úgy döntött, hogy tanulmányozza a problémát. Aztán 1969-ben a Physics Education folyóirat közölt anyagot az Mpemba paradoxonról.

Tudományos körökben azonnal felidézték, hogy a régi idők legnagyobb elméi is mondtak már hasonlót. Például még Arisztotelész is megemlítette az ókori görög Pontus lakóit, akik a téli horgászat során felmelegítették a vizet és áztatták benne a nádat, hogy az gyorsabban megkeményedjen. Sok évszázaddal később Francis Bacon ezt írta: "Az enyhén hideg víz sokkal könnyebben fagy meg, mint a teljesen hideg."

Általában véve a kérdés egyidős a világgal, de ez csak felkelti az érdeklődést a megoldás iránt. Az elmúlt évtizedekben számos elmélet született az Mpemba-effektus magyarázatára. A legesélyesebbeket 2013-ban a Nagy-Britannia Királyi Kémiai Társasága által szervezett gálaesten hirdették ki. A szakmai szövetség 22 000 (!) véleményt tanulmányozott, és ezek közül csak egyet emelt ki, Nikola Bregovićé.

Egy horvát vegyész rámutatott a konvekció és a túlhűtés fontosságára, amikor a folyadék fagy.

Így írják le ezeket a jelenségeket a Wikipédián:

• A hideg víz felülről fagyni kezd, ezáltal lelassítja a hősugárzás és a konvekció folyamatait, és ezáltal a hőveszteséget, míg a meleg víz alulról fagyni kezd.
• A túlhűtött folyadék olyan folyadék, amelynek hőmérséklete egy adott nyomáson alacsonyabb, mint a kristályosodási hőmérséklet. Túlhűtött folyadékot kapunk a szokásos módon, kristályosodási centrumok hiányában történő hűtéssel.

A világméretű elismerés és az 1000 GBP értékű csekk jó jutalom volt. A győztest egyébként Erasto Mpemba és Denis Osborne köszöntötte.

Milyen hőmérsékletű legyen a víz fagyás előtt

Erre a kérdésre még mindig nincs határozott válasz. Bár a Royal Society of Chemistry eltökélt volt, ez nem állította meg teljesen a vitát. Mostanáig új hipotéziseket állítottak fel, és cáfolatokat hangoztattak.

Bár van egy kis nyom: a New Scientist népszerű tudományos folyóirat kutatást végzett, és arra a következtetésre jutott, hogy az Mpemba-effektus megismétlésének legjobb feltételei két tartály 35 és 5 °C hőmérsékletű vízzel.

Így ha már nagyon kevés idő van hátra a buliig, töltsd meg a jégformákat vízzel, melynek hőmérséklete a meleg nyári szobahőmérséklethez mérhető. A legjobb, ha nem használunk jó vagy hideg csapvizet.