Kann heißes Wasser schneller gefrieren als kaltes Wasser?

Heißes Wasser kann schneller gefrieren als kaltes Wasser. Es kommt jedoch nicht immer vor und die Wissenschaft hat es auch nicht genau erklärt Warum es kann vorkommen.

Obwohl Aristoteles, Bacon und Descartes alle beschrieben, dass heißes Wasser schneller gefriert als kaltes Wasser, wurde der Idee größtenteils bis in die 1960er Jahre widerstanden, als ein Schüler namens Mpemba bemerkte, dass heiße Eismischung, wenn sie in den Gefrierschrank gestellt wurde, vor der Eismischung, die vor dem Einlegen in den Gefrierschrank auf Raumtemperatur abgekühlt worden war, gefrieren würde. Mpemba wiederholte sein Experiment mit Wasser anstatt mit Eismischung und fand das gleiche Ergebnis: Das heiße Wasser gefror schneller als das kühlere Wasser. Als Mpemba seinen Physiklehrer bat, die Beobachtungen zu erklären, sagte der Lehrer zu Mpemba, dass seine Daten fehlerhaft sein müssten, da das Phänomen unmöglich sei.

Mpemba stellte einem Physikprofessor, Dr. Osborne, dieselbe Frage. Dieser Professor antwortete, dass er es nicht wisse, aber er würde das Experiment testen. Dr. Osborne ließ einen Labortechniker den Mpemba-Test durchführen. Der Labortechniker berichtete, dass er Mpembas Ergebnis dupliziert hatte: "Aber wir werden das Experiment so lange wiederholen, bis wir es bekommen das richtige Ergebnis. "Nun, die Daten sind die Daten. Als das Experiment wiederholt wurde, ergab es weiterhin dasselbe Ergebnis. 1969 veröffentlichten Osborne und Mpemba die Ergebnisse ihrer Forschung. Jetzt wird manchmal das Phänomen genannt, bei dem heißes Wasser schneller gefrieren kann als kaltes Wasser

Es gibt keine endgültige Erklärung dafür, warum heißes Wasser schneller gefrieren kann als kaltes Wasser. Je nach den Bedingungen kommen unterschiedliche Mechanismen ins Spiel. Die Hauptfaktoren scheinen zu sein:

• Verdunstung - Mehr heißes Wasser verdunstet als kaltes Wasser, wodurch die Menge des zu gefrierenden Wassers verringert wird. Massenmessungen lassen vermuten, dass dies ein wichtiger Faktor beim Abkühlen von Wasser in offenen Behältern ist, obwohl es nicht der Mechanismus ist, der erklärt, wie der Mpemba-Effekt in geschlossenen Behältern auftritt.
• Unterkühlung - Heißes Wasser neigt dazu, weniger zu erfahren Unterkühlungseffekt als kaltes Wasser. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass es fest wird, wenn es den Gefrierpunkt von Wasser erreicht.
• Konvektion - Wasser entwickelt beim Abkühlen Konvektionsströme. Die Wasserdichte nimmt normalerweise mit steigender Temperatur ab, sodass ein Behälter mit Kühlwasser normalerweise oben wärmer ist als unten. Wenn wir davon ausgehen, dass Wasser den größten Teil seiner Wärme über seine Oberfläche verliert (was je nach Bedingungen), dann würde Wasser mit einem heißeren Oberteil seine Wärme verlieren und schneller gefrieren als Wasser mit einem kühleren Oberteil.
• Gelöste Gase - Heißes Wasser kann gelöste Gase weniger gut aufnehmen als kaltes Wasser, was die Gefrierrate beeinträchtigen kann.
• Auswirkung der Umgebung - Der Unterschied zwischen den Anfangstemperaturen von zwei Wasserbehältern kann sich auf die Umgebung auswirken und die Abkühlgeschwindigkeit beeinflussen. Ein Beispiel wäre warmes Wasser, das eine bereits vorhandene Frostschicht schmilzt und eine bessere Abkühlrate ermöglicht.

Nehmen Sie nicht mein Wort dafür! Wenn Sie Zweifel haben, dass heißes Wasser manchmal schneller gefriert als kaltes Wasser, testen Sie es selbst. Beachten Sie, dass der Mpemba-Effekt nicht unter allen Versuchsbedingungen sichtbar ist Referenzen in diesem Beitrag um zu sehen, was für Sie am besten funktioniert (oder versuchen Sie es zu machen Eiscreme in Ihrem Gefrierschrank, wenn Sie dies als Demonstration des Effekts akzeptieren).