Determinar se a água quente pode ou não congelar mais rápido do que a água fria pode parecer uma tarefa árdua. Afinal, a água congela a 0 graus Celsius. E a água quente o suficiente para matar a bactéria E. coli (cerca de 120 graus Fahrenheit ou 50 graus Celsius) percorreria um caminho mais longo do que a água mais fria em uma praia de outono na Nova Inglaterra (cerca de 60 graus Fahrenheit ou 15 graus Celsius) em direção a um futuro gelado como gelo? Embora seja uma suposição lógica, verifica-se que a água quente pode congelar antes da água mais fria sob certas condições.
Esta aparente peculiaridade da natureza é o “efeito Mpemba”, que leva o nome do tanzaniano estudante do ensino médio, Erasto Mpemba, que o observou pela primeira vez em 1963. O efeito Mpemba ocorre quando dois corpos d’água com temperaturas diferentes são expostos ao mesmo ambiente abaixo de zero e a água mais quente congela primeiro. As observações de Mpemba confirmaram os palpites de alguns dos pensadores mais reverenciados da história, como Aristóteles, René Descartes e Francis Bacon, que também pensaram que a água quente congelava mais rápido do que a água fria.
A evaporação é o candidato mais forte para explicar o Efeito Mpemba. Conforme a água quente colocada em um recipiente aberto começa a esfriar, a massa total diminui à medida que parte da água evapora. Com menos água para congelar, o processo pode levar menos tempo. Mas isso nem sempre funciona, especialmente ao usar recipientes fechados que evitam que a água evaporada escape.
E a evaporação pode não ser a única razão pela qual a água pode congelar mais rapidamente. Pode haver menos gás dissolvido na água mais quente, o que pode reduzir sua capacidade de conduzir calor, permitindo que esfrie mais rápido. No entanto, os físicos poloneses na década de 1980 foram incapazes de demonstrar essa relação de forma conclusiva.
Uma distribuição não uniforme da temperatura na água também pode explicar o efeito Mpemba. A água quente sobe para o topo de um recipiente antes de escapar, deslocando a água fria abaixo dele e criando uma “tampa quente”. Esse movimento da água quente para cima e da água fria para baixo é chamado de corrente de convecção. Essas correntes são uma forma popular de transferência de calor em líquidos e gases, ocorrendo no oceano e também em radiadores que aquecem uma sala fria. Com a água mais fria no fundo, essa distribuição desigual de temperatura cria correntes de convecção que aceleram o processo de resfriamento. Mesmo com mais terreno para cobrir para congelar, a temperatura da água mais quente pode cair a uma taxa mais rápida do que a da água mais fria.
Então, da próxima vez que você reabastecer sua bandeja de cubos de gelo , tente usar água mais quente. Você pode ter cubos de gelo para resfriar sua bebida ainda mais cedo.
Esta resposta é fornecida por Scienceline, um projeto do Programa de Relatórios de Ciência, Saúde e Meio Ambiente da Universidade de Nova York.
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