Internauci od Chicago po Syberię publikują zdjęcia i filmy przedstawiające zamieniającą się w lód wodę, zanim dotrze do ziemi. Nazywają to wyzwaniem #ubak. Do eksperymentu używana jest wrząca woda, a nie zimna woda. Chcesz wiedzieć, dlaczego?
Paradoks Mpemby
W latach 60. ubiegłego wieku student z Tanganiki Erasto Mpemba zauważył, że podgrzany słodki płyn zamienia się w lody znacznie szybciej niż zimny. Te obserwacje dały mu pomysł, że gorąca woda będzie taka sama, co jest sprzeczne z logiką. Przecież „droga do zamarzania” dla wrzącej wody powinna być dłuższa niż dla schłodzonej cieczy.
Z tym pytaniem chłopiec zwrócił się do profesora Dennisa Osborne'a, który kiedyś odwiedził szkołę. Erasto zaintrygował go. Pod kierunkiem fizyka przeprowadzono eksperymenty na Uniwersytecie w Dar es Salaam, które wykazały, że młody badacz mówi prawdę. W niektórych przypadkach gorąca woda zamarzała szybciej niż zimna! Zjawisko to otrzymało nazwę paradoksu Mpemby, którego jednoznacznego wyjaśnienia nie znaleziono. Zaskakujące jest, że paradoks opisał Arystoteles - mieszkańcy Pontu robili lód z gorącej wody. A to było ponad 2000 lat temu.
Tak wygląda efekt Mpemby w Chicago. Tam wyzwanie nazywa się Wyzwaniem wrzącej wody.
W 2012 roku Królewskie Towarzystwo Chemii Wielkiej Brytanii ogłosiło międzynarodowy konkurs na najlepsze uzasadnienie efektu Mpemby. I to właśnie z tego wynikło.
Film promocyjny:
Co wyjaśnia ten paradoks?
Na międzynarodowy konkurs nadesłano 22 000 prac naukowych, ale żadna z nich nie została uznana za jedyną poprawną. Według jednej wersji gorąca woda na świeżym powietrzu zamarza szybciej z powodu parowania. Podczas parowania objętość maleje, a mniejsza objętość krzepnie znacznie szybciej.
Z drugiej strony rozwiązaniem jest zawartość rozpuszczonych gazów. Po podgrzaniu odparowują i nie przeszkadzają już w ekstremalnym chłodzeniu wrzącej wody. Podobny efekt obserwuje się przy różnej zawartości substancji rozpuszczonych, jeśli woda jest pobierana z różnych źródeł. Więcej zanieczyszczeń utrudnia zamrażanie. Ale w warunkach eksperymentalnych próbki wody muszą mieć identyczny skład.
I tak bawią się mieszkańcy Nowosybirska. Korzystając z okazji witam znajomego, który się tam przeprowadził, ale nie przepadał za syberyjskimi przymrozkami)))
Paradoks Mpemby może również wynikać z szybkości uwalniania energii z wiązań wodorowych między cząsteczkami wody. Po podgrzaniu energia wewnętrzna substancji wzrasta, a wiązania wodorowe ulegają wydłużeniu. Po schłodzeniu cząsteczki wody ponownie zbliżają się do siebie, uwalniając zmagazynowaną energię. W rozciągniętych wiązaniach wodorowych jest zdecydowanie więcej wrzącej wody niż w wodzie lodowej.
Pomimo faktu, że wszystkie hipotezy wydają się rozsądne, naukowe kontrowersje dotyczące paradoksu Mpemby trwają. Już zauważono, że ma również odwrotny efekt, który obserwuje się podczas podgrzewania zimnej wody. Badania trwają i być może wkrótce na świecie będzie o jedną naturalną tajemnicę mniej. Ale ile niesamowitych zdjęć nam dała!