Mpemba efekt - neodgonetnuta zagonetka nauke: Da li se topla voda zamrzava brže od hladne?

Ovaj fenomen zabeležio je još Aristotel, međutim, brojni naučnici do danas nisu uspeli da ga objasne. Ali ne odustaju...

U novijim istraživanjima, naučnici su se fokusirali na svojstva vodonikovih veza kao moguće rešenje jedne od najstarije misterije u fizici. I dok neki pokušavaju, neki naučnici tvrde da takozvani Mpemba efekat uopšte ne postoji, piše Znanost.

Mpemba efekt većem broju ljudi je postao poznat u vreme Fransisa Bejkona i Renea Dekarta, a najviše se pričalo o njemu kada je 1960. godine ovaj fenomen otkrio dečak iz Tanzanije dok je pravio sladoled.

Erasto Mpemba, po kom je fenomem i dobio ime, je sa školskim drugovima često pravio sladoled mešajući zagrejano mleko sa šećerom. Nakon toga bi prvo ostavljao mleko da se malo ohladi, a zatim ga stavljao u zamrzivač.

Međutim, jednog dana je bio nestrpljiv i stavio je u zamrzivač vruće mleko. Na iznenađenje svih prisutnih, njegov sladoled je prvi bio gotov. To ga je inspirisalo da zajedno sa svojim profesorom fizike, 1960. godine, objavi rad na ovu temu.

Iako je sam efekt priznat od strane fizičara, nikako nisu mogli da ga objasne. Zbog čega se vruća voda brže smrzava od hladne čija je temperatura mnogo bliža tačci smrzavanja?

Kraljevstvo društvo hemičara je čak, 2012. godine, raspisalo konkurs, kako bi neko od naučnika širom sveta pokušao da objasni ovaj slučaj.

Na konkurs je pristiglo je 22 hiljade radova iz celog sveta, ali nijedan nije pružio celovito objašnjenje.

Najčešća hipoteza jeste da vruća voda isparava i brže gubi masu. Ali pokušaj da to dokažu, stavljajući vruću vodu na zatvorena mesta gde nema isparenja, je bio bezuspešan.

Druga hipoteza je da voda razvija konveksnu struju i da se temperatura niveliše dok se hladi.

Brzo ohlađena čaša vruće vode će imati veću temperaturnu razliku, i gubiće toplotu 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 University-a u Dalasu i Nanjing University-a iz Kine smatraju da znaju rešenje – čudne veze između atoma vodonika i kiseonika u molekulima vode mogu biti ključ rešenja zagonetke.

Simulacije klastera molekula vode pokazuju jačinu veza vodonika koja zavisi od događaja u susednim molekulima vode.

Kad se voda greje, slabije veze se prekidaju, a grupe molekula se formiraju u strukture koje mogu da se preoblikuju u kristalne strukture leda kao početne tačke leđenja.

Da bi se hladna voda na ovaj način preoblikovala najpre se slabe veze među vodonikovim atomima moraju prekinuti.

Dakle, u vrućoj je vodi veći udeo jakih veza između vodonikovih atoma nego u hladnoj vodi, i zato se slabe veze lome kako temperatura raste.

No, ovu hipotezu je potrebno i dokazati.

Naučni rad s Imperial College London je u središte stavio vreme potrebno toploj i hladnoj vodi da dosegnu tačku smrzavanja (0 stepeni Celzijusa).

Jedan od istraživača s projekta, Henri Buridž, tvrdi da kako god da postave eksperiment ne pronalaze Mpemba efekt.

To znači da ovaj članak završavamo bez zaključka, ali sa uverenjem da će još neki naučnici pokušati da odgonetnu ovu zagonetku.

Možda će vas zanimati i: