Annak meghatározása, hogy a forró víz gyorsabban fagyhat-e be, mint a hideg víz, nem tűnhet észre. Végül is 0 Celsius-fokon fagy a víz. És nem lenne-e olyan forró víz az E. coli baktériumok elpusztításához (kb. 120 Fahrenheit-fok vagy 50 Celsius-fok) hosszabb utat vezetne be, mint a hűvösebb víz egy hulló New England-i tengerparton (kb. 60 Fahrenheit vagy 15 Celsius fok) a rideg jövő felé mint jég? Bár logikus feltételezés, kiderül, hogy a meleg víz bizonyos körülmények között a hűvösebb víz előtt is megfagyhat.
A természet ezen látszólagos mókája a Tanzánról elnevezett “Mpemba-effektus”. középiskolás diák, Erasto Mpemba, aki először 1963-ban figyelte meg. Az Mpemba-effektus akkor jelentkezik, amikor két különböző hőmérsékletű víztestet ugyanazon szubzérus környezetnek tesznek ki, és a forróbb víz először megfagy. Mpemba megfigyelései megerősítették a történelem legelismertebb gondolkodóinak, például Arisztotelész, Rene Descartes és Francis Bacon sejtéseit, akik szerint a forró víz gyorsabban fagy meg, mint a hideg víz.
A párolgás a legerősebb jelölt a Mpemba hatás. Amint a nyitott tartályba helyezett forró víz hűlni kezd, az össztömeg csökken, amikor a víz egy része elpárolog. Kevesebb fagyasztott víz esetén a folyamat kevesebb időt vehet igénybe. De ez nem mindig működik, különösen akkor, ha olyan zárt edényeket használunk, amelyek megakadályozzák az elpárologtatott víz távozását.
És nem csak a párolgás lehet az oka annak, hogy a víz gyorsabban lefagyhat. Kevesebb oldott gáz lehet a melegebb vízben, ami csökkentheti hővezető képességét, lehetővé téve a gyorsabb lehűlést. Az 1980-as évek lengyel fizikusai azonban nem tudták meggyőzően bemutatni ezt az összefüggést.
A víz egyenetlen hőmérséklet-eloszlása magyarázhatja az Mpemba-hatást is. A forró víz a tartály tetejére emelkedik, mielőtt kiszökne, kiszorítva az alatta lévő hideg vizet és létrehozva egy “forró tetejét”. A forró víz felfelé és lefelé történő mozgását konvekciós áramnak nevezzük. Ezek az áramok a folyadékok és gázok hőátadásának egyik népszerű formája, amely az óceánban és a hűvös helyiséget melegítő radiátorokban is előfordul. Alul a hűvösebb vízzel ez az egyenetlen hőmérséklet-eloszlás olyan konvekciós áramokat hoz létre, amelyek felgyorsítják a hűtési folyamatot. Még akkor is, ha több talaj van lefedve a fagyáshoz, a forróbb víz hőmérséklete gyorsabban csökkenhet, mint a hűvösebb vízé.
Tehát legközelebb, amikor újratölti a jégkockatálcát , próbáljon meg melegebb vizet használni. Lehet, hogy jégkockák vannak, hogy még hamarabb lehűthesse italát.
Ezt a választ a Scienceline, a New York-i Egyetem Tudományos, Egészségügyi és Környezetvédelmi Jelentési Programjának projektje adja.
Az élet kis rejtélyei a Twitteren @llmysteries. A Facebookon is vagyunk & Google+.