Heitt vatn kólnar miklu hraðar?

Fyrirbrigðið nefnist mpemba-áhrif og hefur lengi verið vísindamönnum ráðgáta. Hve hratt vökvi kólnar ræðst af hitamuninum milli vökvans og umhverfisins. Því meiri sem hitamunurinn er því hraðar lækkar hitastig vökvans.

En í sjálfu sér virðist órökrétt að heitur vökvi geti farið fram úr köldum vökva í kælingu.

Heitt vatn losar orku hratt

Nýjasta tilgátan um hvernig skýra megi mpemba-áhrifin felst í því að vatnssameindir í heitu vatni sem búa yfir meiri orku en í köldu vatni, séu klemmdar saman eins og spenntar fjaðrir.

Bindingarnar – eða fjaðrirnar – í heitu vatni losa þá orku í eins konar veldishlutfalli við orkulosun í köldu vatni og þetta er skýringin á fyrirbrigðinu.

Hvað gerist þegar heitt vatn frýs?

* Í vatnssameind er ein súrefnisfrumeind og tvær vetnisfrumeindir tengdar með svokölluðum samgildum bindingum.

* Vetnistengingar halda sameindunum saman. Í heitu vatni eru vetnisbindingarnar langar og taka meira pláss.

* Vegna ónógs rýmis vefjast samgildu bindingarnar inn í allar vatnssameindirnar eins og spenntar fjaðrir.

* Heitt vatn losar því orkuna í sameindunum hraðar en kalt vatn. Heitt vatn glatar sem sagt hratt uppsafnaðri orku sinni og frýs því fyrr.