Efecte Mpemba
El efecte Mpemba és el nom donat a un fenomen en el procés de congelació del aigua que es produïx quan l'aigua calenta es congela abans que l'aigua freda baix certes circumstàncies.[1][2]
Història
[editar | editar còdic]Encara que este fet havia segut observat ya per Aristóteles,[3] Descartes i Bacon,[4] va ser Erasto B. Mpemba qui va cridar l'atenció sobre el fenomen en l'any de 1970. Mpemba ho va observar per primera volta en l'aula Eugene Marschall de l'Escola Secundària Mkwawa, en Iringa, Tanzània, en 1963, despuix de notar durant les classes de cuina que la mescla calenta per als gelats es congelava abans.[5]
Més alvance va començar a realisar experiments per a comprovar-ho junt a Denis G. Osborne en 1969.[6]
Explicació
[editar | editar còdic]A pesar de que, a simple vista, este fenomen sembla atentar contra el sentit comú, este efecte es produïx solament en determinades circumstàncies.[7] Per eixemple, si es fica en el congelador aigua a 35 °C i aigua a 5 °C, l'aigua a 35 °C es congela despuix que l'aigua a 5 °C; ya que es necessiten diferències de temperatures i temperatures altes per a apreciar l'efecte, com per eixemple 35 °C i 80 °C o 70 °C i 90 °C, en el cas del qual l'aigua més calenta es congelarà més ràpit.
Per a entendre el perqué, cal conéixer les causes principals:
- En el recipient calent el líquit circula millor, en la qual cosa l'aigua calenta de la zona central es mou en més rapidea cap a les parets del recipient o cap a la superfície, produint-se el seu refredat.[7]
- A major temperatura, l'aigua s'evapora més ràpit.
- Quant més calent està un líquit, menys gasos dissolts li queden (els gasos dificulten la congelació).[8]
Tenint com a eixemple un got d'aigua a 80 °C dins d'un congelador, i que este tarda 10 min en congelar-se i, per un atre costat, un atre got d'aigua a 95 °C, es pot supondre que el segon es congelarà en un temps igual a lo que tarde en disminuir la seua temperatura a 80 °C, més els 10 min de congelació.[9]
L'explicació radica en el canvi de les condicions de l'aigua en passar de 95 °C a 80 °C. En principi, podria supondre's que l'aigua més calenta deu tardar més en congelar-se, ya que primer deu transcórrer un cert temps fins a alcançar la mateixa temperatura inicial que l'atra, moment en el que començaria el procés de congelació de 10 minuts. En la pràctica, açò no és aixina, ya que la disminució de 15 °C de l'aigua més calenta produïx, entre atres coses, un canvi en la massa (l'aigua més calenta pert més massa per evaporament) i una reducció del gas dissolt (lo que aumenta la purea de l'aigua), factors que afecten la seua velocitat de congelació.
Si es posa un plàstic damunt dels gots per a evitar l'evaporament, se seguix congelant abans el got més calent, pero ara en menys diferència. Açò és per la major convecció interna (i durant més temps) del got més calent, lo que favorix la transferència de calor al congelador.
Lo fonamental de l'efecte Mpemba és que no s'aplica a dos temperatures qualssevol. Estudis recents realisats pel doctor L. Vinu, constaten que en una diferència de temperatura superior a 30 °C el fenomen és més provable.[7]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ “Questioning the Mpemba effect: Hot water does not cool more quickly than cold” (2016). Scientific Reports 6: 37665. doi:. PMID 27883034. Bibcode: 2016NatSR...637665B.
- ↑ “Different Ways of Hydrogen Bonding in Water - Why Does Warm Water Freeze Faster than Cold Water?” (2017). J. of Chemical Theory and Computation 13 (1): 55–76. doi:. PMID 27996255.
- ↑ Aristóteles, Meteorologia I.12 348b31–349a4
- ↑ Bacon, Francis; Novum Organum de, Lib. II, L
- ↑ Mpemba, Erasto B. (1969). “Cool?”. Physics Education 4 (3): 172–175. doi:. Bibcode: 1969PhyEd...4..172M. republicado com
- ↑ Erro en la cita: L'element
<ref>no és vàlit; puix no n'hi ha una referència en text nomenadaKell - ↑ 7,0 7,1 7,2 Ball, Philip (Abril 2006). Does hot water freeze first?. Physics World, pp. 19–26.
- ↑ Jeng, Monwhea (2006). “Hot water ca freeze faster than cold?!?”. Am. J. of Physics 74 (6): 514–522. doi:. Bibcode: 2006AmJPh..74..514J.
- ↑ “The Supposed Effect of Boiling upon Water, in Disposing It to Freeze More Readily, Ascertained by Experiments. By Joseph Black, M. D. Professor of Chemistry at Edinburgh, in a Letter to Sir John Pringle, Bart. P. R. S.” . Philosophical Trans. of the Royal Soc. of London 65: 124–128. doi:.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Efecto Mpemba» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.