お湯が冷水よりも早く凍結できるかどうかを判断するのは、簡単なことのように思えるかもしれません。結局のところ、水は摂氏0度で凍結します。そして、E。coliバクテリア（華氏約120度または摂氏50度）を殺すのに十分なほど熱くならない水は、ニューイングランドの秋のビーチ（華氏約60度または摂氏15度）の冷たい水よりも長い道のりをたどります。氷のように？論理的な仮定ではありますが、特定の条件下では、お湯が冷水よりも先に凍結する可能性があることがわかりました。
この明らかな自然の癖は、タンザニアにちなんで名付けられた「ムペンバ効果」です。 1963年に最初に観測した高校生のエラストムペンバ。ムペンバ効果は、温度の異なる2つの水が同じ氷点下の環境にさらされ、高温の水が最初に凍結したときに発生します。ムペンバの観察により、アリストテレス、ルネデカルト、フランシスベーコンなど、歴史上最も尊敬されている思想家たちの勘が確認されました。彼らはまた、温水は冷水よりも速く凍結すると考えていました。
蒸発は説明するための最強の候補です。ムペンバ効果。開いた容器に入れられたお湯が冷え始めると、水の一部が蒸発するため、全体の質量が減少します。凍結する水が少ないため、プロセスにかかる時間が短くなります。ただし、これは常に機能するとは限りません。特に、蒸発した水が逃げるのを防ぐ密閉容器を使用している場合はそうです。
また、蒸発が水をより早く凍結させる唯一の理由ではない場合があります。暖かい水には溶存ガスが少ない可能性があり、熱を伝導する能力が低下し、より速く冷却できるようになります。しかし、1980年代のポーランドの物理学者は、この関係を決定的に示すことができませんでした。
水中の不均一な温度分布も、ムペンバ効果を説明している可能性があります。お湯は、逃げる前にコンテナの上部に上昇し、その下の冷水を置き換えて「ホットトップ」を作成します。この温水の上昇と冷水の下降の動きは、対流と呼ばれます。これらの電流は、液体や気体の熱伝達の一般的な形式であり、海や寒い部屋を暖めるラジエーターで発生します。底部に冷たい水があると、この不均一な温度分布により対流が発生し、冷却プロセスが加速します。凍らせるためにカバーする地面が多くても、熱い水の温度は冷たい水よりも速い速度で下がる可能性があります。
したがって、次に角氷トレイを補充するとき、暖かい水を使用してみてください。飲み物をもっと早く冷やすための角氷があるかもしれません。
この回答は、ニューヨーク大学の科学、健康、環境報告プログラムのプロジェクトであるSciencelineによって提供されています。
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