Představte si, že máte dvě nádoby s vodou. V jedné je teplota vody nízká, v druhé je voda horká. Která z nich zmrzne rychleji? Ač se to možná zdá nesmyslné, opravdu to bude nádoba s teplou vodou. Překvapivé ale je, že dodnes pořádně nikdo neví proč.
Tento fyzikální paradox je známý pod jménem Mpembův jev a zaznamenali ho už Aristoteles nebo Descartes. V 60. letech byl pojmenován podle tanzanského studenta Erasta B. Mpemby, který na něj moderní fyziku znovu upozornil.
V praxi jde o to, že voda se chová jinak než většina jiných kapalin a v led se mění rychleji pokud je horká, než když má pokojovou teplotu. Samozřejmě k tomu musí být ideální podmínky a ačkoliv si můžete pokus vyzkoušet i u vás doma v mrazáku, nemusí vždy dopadnout podle vašich představ. V malém prostředí spíše hrozí, že teplá voda vnitřek mrazáku zahřeje, což je nežádoucí.
Proč se to děje ale nikdo přesně neví. Za poslední desetiletí se vyrojila řada teorií, které by zdánlivou nelogičnost jevu vysvětlovaly, ale žádná nebyla zcela uspokojivá. Dříve vědci například argumentovali tím, že horká voda se více odpařuje, a tím i rychleji chladne.
Další teorie uváděla, že teplá voda může měnit vlastnosti svého okolí, například podložky, na níž nádoba s vodou stojí. Jiná zase tvrdila, že vyšší teplota vody může způsobit unikání vzduchu, jenž je ve vodě přítomen, či jinak ovlivňovat působení svých příměsí, které tuhnutí vody ovlivňují.
Žádná z teorií ale zatím nebyla uspokojivě dokázána. Vědci proto ze zoufalství začali hledat příčinu jinde, například právě v mrazáku. Domnívali se, že teplá voda způsobí roztání tepelně izolující jinovatky na povrchu chladničky, čímž vytvoří lepší tepelný kontakt mezi těmito povrchy. Teplá nádoba proto má lepší odvod tepla a mrzne rychleji.
I tato teorie se ale ukázala jako mylná. A stejně tak i celá řada Jako nejpravděpodobnější vysvětlení Mpembova jevu se tak nabízí podchlazení spojené s konvekcí. Studená voda totiž může totiž mít nižší bod tuhnutí než horké. Kvůli vodíkovým vazbám se totiž rychlost, jakou voda ztrácí teplotu, liší v závislosti na tom, jaký je původní stav kapaliny. Teplotu tak ztrácí tím rychleji, čím větší teplotu předtím přijala.
Jde ale opět pouze o teorii, i když zatím nejpravděpodobnější. Přesto můžete tohoto triku využít například k vyhrání sázky. Ostatně říká se, že přesně k tomuto účelu používal tento fyzikální jev i samotný Mpemba.
Související
16. listopadu 2024 16:29
25. října 2024 10:10
17. října 2024 13:53
14. října 2024 20:15
30. srpna 2024 8:41
19. srpna 2024 17:57
