И даље загонетка науке: Да ли се топла вода замрзава брже од хладне?
Феномен да се врућа вода смрзава брже од хладне забележио је још Аристотел, међутим бројни научници до данас нису успели да га објасне. Али не одустају. У новијим истраживањима научници су се фокусирали на својства водоникових веза као могуће решење једне од најстаријих мистерија у физици. И док једни покушавају, други тврде да такозвани Мпемба ефекат уопште не постоји.
Мпемба ефекат већем броју људи постао је познат у време Франсиса Бејкона и Ренеа Декарта, а највише се причало о њему када је 1960. године овај феномен открио дечак из Танзаније док је правио сладолед. Ерасто Мпемба, по ком је феномен и добио име, са школским друговима често је правио сладолед мешајући загрејано млеко са шећером. Након тога би прво остављао млеко да се мало охлади, а затим га стављао у замрзивач.
Међутим, једног дана је био нестрпљив и ставио је у замрзивач вруће млеко. На изненађење свих присутних, његов сладолед је први био готов. То га је инспирисало да, заједно са својим професором физике, 1960. године, објави рад на ову тему. Иако је сам ефекат признат од физичара, никако нису могли да га објасне. Због чега се врућа вода брже смрзава од хладне, чија је температура много ближа тачки смрзавања?
Ернесто Мпемба (Twitter)
Најчешћа хипотеза јесте да врућа вода испарава и брже губи масу. Али покушај да то докажу, стављајући врућу воду на затворена места где нема испарења, био је неуспешан.
Kраљевско друштво хемичара је чак 2012. године расписало конкурс да неко од научника широм света покушао да објасни овај случај. На конкурс су пристигле 22.000 радова из целог света, али ниједан није пружио целовито објашњење. Најчешћа хипотеза јесте да врућа вода испарава и брже губи масу. Али покушај да то докажу, стављајући врућу воду на затворена места где нема испарења, био је неуспешан.
Друга хипотеза је да вода развија конвексну струју и да се температура нивелише док се хлади. Брзо охлађена чаша вруће воде ће имати већу температурну разлику и губиће топлоту брже с површине, док ће чаша хладне воде имати мању температурну разлику и тиме мању конвекцију која би убрзала процес. Но, ни ова хипотеза није доказана. Загонетка остаје – загонетка.
Истраживачи са Саутерн методист универзитета у Даласу и Универзитета Нанђинг из Kине сматрају да знају решење – чудне везе између атома водоника и кисеоника у молекулима воде могу бити кључ решења загонетке. Симулације кластера молекула воде показују јачину веза водоника, која зависи од догађаја у суседним молекулима воде. Kад се вода греје, слабије везе се прекидају, а групе молекула формирају структуре које могу да се преобликују у кристалне структуре леда као почетне тачке леђења.
Дакле, у врућој води је већи удео јаких веза између водоникових атома него у хладној води, и зато се слабе везе ломе како температура расте. Но, ову хипотезу је потребно и доказати.
Да би се хладна вода на овај начин преобликовала најпре се слабе везе међу водониковим атомима морају прекинути, наводи „Спутњик”. Дакле, у врућој води је већи удео јаких веза између водоникових атома него у хладној води, и зато се слабе везе ломе како температура расте. Но, ову хипотезу је потребно и доказати.
Научни рад са Империјал колеџа у Лондону је у средиште ставио време потребно топлој и хладној води да досегну тачку смрзавања (0 степени Целзијусових). Један од истраживача с пројекта Хенри Бериџ тврди да, какогод да поставе експеримент, не проналазе Мпемба ефекат.
(Извор Б92)
