Heb je je ooit afgevraagd of heet water kan echt sneller bevriezen dan koud water en zo ja, hoe werkt het? Zo ja, dan moet u het Mpemba-effect kennen.
Simpel gezegd, het Mpemba-effect is de naam die wordt gegeven aan het fenomeen bij warm water bevriest sneller dan koud water. Hoewel het effect al eeuwen wordt waargenomen, werd het pas in 1968 als wetenschappelijke waarneming gepubliceerd.
Het Mpemba-effect is genoemd naar Erasto Mpemba, een Tanzaniaanse schooljongen die beweerde dat ijs sneller zou bevriezen als het werd verwarmd voordat het werd ingevroren. Hoewel zijn collega's hem belachelijk maakten, kreeg Mpemba de laatste lach toen zijn instructeur een experiment uitvoerde om het effect te demonstreren. Mpemba en schoolhoofd Dr. Denis G. Osborne merkte op dat de tijd die nodig was om te beginnen met vriezen het langst duurde als de aanvankelijke watertemperatuur 25 ° C was en veel minder tijd als de starttemperatuur 90 ° C was.
Redenen waarom het Mpemba-effect gebeurt
Wetenschappers weten niet helemaal zeker waarom warm water soms sneller vriest dan koud water. Het Mpemba-effect wordt niet altijd gezien - vaak bevriest koud water voor warm water. De verklaring voor het effect heeft waarschijnlijk te maken met onzuiverheden in het water, die dienen als kiemplaatsen voor bevriezing. Andere factoren kunnen zijn:
- een effect van de verdamping van warm water
- verhoogde convectie in heet water
- verhoogde neiging van koud water tot onderkoelen in vergelijking met warm water
- mogelijk verschillende hoeveelheden opgeloste gassen in koud water in vergelijking met warm water
- effect van vorstvorming - warm water heeft de neiging om van onderaf te bevriezen terwijl koud water van bovenaf bevriest
- thermische geleidbaarheid, waardoor de container met heet water smelt door isolerend ijs in de vriezer, waardoor de container mogelijk wordt blootgesteld aan een koudere laag onder het ijs
Leer meer over het vriespunt van water.
Bronnen
Burridge, Henry C. "Het Mpemba-effect in twijfel trekken: warm water koelt niet sneller dan koud", Scientific Reports volume 6, Paul F. Linden, Artikelnummer: 37665, 24 november 2016.
Jeng, Monwhea (2006). "Heet water kan sneller bevriezen dan koud ???". American Journal of Physics. 74 (6): 514–522. arXiv: natuurkunde / 0512262. doi:10.1119/1.2186331
Jin, Jaehyeok; Goddard III, William A. (2015). "Mechanismen die ten grondslag liggen aan het Mpemba-effect in water uit moleculaire dynamica-simulaties". Journal of Physical Chemistry C. 119 (5): 2622–2629. doi:10.1021 / jp511752n
Tao, Yunwen; Zou, Wenli; Jia, Junteng; Li, Wei; Cremer, Dieter (2017). "Verschillende manieren van waterstofbruggen in water - Waarom bevriest warm water sneller dan koud water?". Journal of Chemical Theory and Computation. 13 (1): 55–76. doi:10.1021 / acs.jctc.6b00735