Spodziewalibyście się, że gorąca woda zamarznie szybciej niż chłodna? Bo przecież na zdrowy rozum, nim gorąca woda osiągnie temperaturę chłodnej, ta już zdąży dojść do 0 stopni Celsjusza.
Tą logiką kierował się także tanzański nauczyciel Erasty Mpemby, który zapytany przez ucznia, dlaczego wrzątek zamarza szybciej niż woda w temperaturze pokojowej, wyśmiał go. Ironicznie nazwał tę teorię "fizyką Mpemby". Paradoks ten został wyjaśniony dopiero 50 lat później.
Erasto Mpemba był afrykańskim uczniem, który w 1963 roku przypadkiem dokonał niesamowitego odkrycia.
Jako uczeń często robił sobie lody z mleka. Pewnego dnia spieszył się i zagotował mleko, ale nie zdążył go schłodzić. Wstawił więc do zamrażarki jeszcze gorący deser. Jego kolega włożył pojemniczek z chłodnym mlekiem do tej samej zamrażarki chwilę wcześniej. Kiedy półtorej godziny później chłopcy otworzyli drzwi zamrażarki, zdziwili się. Okazało się, że lody Mpemby są już gotowe. Jego kolega musiał czekać na swój deser dłużej. Zaskoczony Erasto postanowił powtórzyć eksperyment - tym razem gorącą woda znów zamarzła szybciej - czytamy w artykule Zofii Gołąb-Meyer opublikowanym w piśmie Foton.
Mimo że biedny Ernesto został wyśmiany przez swojego nauczyciela, nie poddał się. Kiedy kilka lat później, kiedy do jego nowej szkoły został zaproszony fizyk z Uniwersytetu w Dar es Salaam - Denis G. Osborne, chłopak powtórzył nurtujące go pytanie. Początków naukowiec nie dowierzał, postanowił jednak sprawdzić eksperyment opisany przez chłopca. Wyniki okazały się zgodne z tym, co przedstawiał Mpemba. Kilka lat później Osborne i Mpemba opisali eksperyment i opublikowali wspólnie artykuł w piśmie "Physics Education" - czytamy w Gazecie Wyborczej.
Jednak paradoks - który na cześć jego odkrywcy nazwano "efektem Mpemby" - długo czekał na wyjaśnienie. Dopiero w 2013 za sprawą uczonych z Singapuru wszystko stało się jasne. Warto dodać, że przed nimi zastanawiali się nad tym Arystoteles, Kartezjusz i Francis Bacon - czytamy na Wikipedii.
Okazało się, że za całe zamieszanie odpowiedzialne są wiązania wodorowe. Dokładne wyjaśnia to portal geekweek:
w normalnych warunkach bowiem wiązania te [wodorowe - przyp. red.] prowadzą do bliższego ściśnięcia cząsteczek wody, które zaczynają się odpychać, rozciągając tym samym wiązania kowalencyjne wodoru z tlenem - czyli gromadząc w nich energię. Wraz z podgrzaniem wody wiązania wodorowe się wydłużają, wobec czego cząsteczki wody są dalej od siebie i wiązania kowalencyjne oddają energię - przyspieszając schładzanie wody.
Dziś nikt nie wyśmiałby Mpemby. Jednak nie można się dziwić jego nauczycielowi. To, co mówił uczeń wydawało się przeczyć prawu stygnięcia, które sformułował Izaak Newton. O tym, że woda zamarza w temperaturze 0 stopni Celsjusza uczy się już w podstawówce. Oczywiście nie chodzi o wodę destylowaną, ekstremalnie czystą, którą można przechłodzić. Wtedy możne ona zachwiać stan ciekły nawet dużo poniżej zera stopni Celsjusza.
Sami spróbujcie to sprawdzić. Możecie przeprowadzić prosty eksperyment. Do zamrażarki jednocześnie włóżcie dwa takie same kubeczki z wodą. Do jednego wlejcie chłodną, do drugiego gorącą wodę. Podzielcie się efektami.
A teraz zobacz:
Przy dotykaniu uszkadza skórę i tkanki, a gdy wrzucisz go do wody... niesamowite efekty
