En determinadas condicións, a auga quente conxélase antes que a fría.

Un misterio científico: a auga quente conxélase antes que a fría

Observado por Aristóteles ou Descartes, o efecto Mpemba foi atopado por un estudante de Tanzania e segue a ser unha incógnita

Poida que esteas a facer mal os cubos de xeo. Porque case todos empregamos auga fría que sae da billa, pero se farían máis rápido se usásemos auga quente. Aínda que soe contrario aos principios básicos da física, este fenómeno xa asombrou a Aristóteles, Descartes ou Francis Bacon. E aínda non ten unha explicación perfecta.

A pregunta é: a auga quente conxélase antes que a auga fría? Semella obvio que a resposta debería ser non, porque en igualdade de condicións, a auga quente tarda máis en arrefriarse que a auga fría. Pero as observacións durante milleiros de anos, así como innumerables experimentos modernos, demostraron que o contrario é certo: en condicións coidadosamente controladas, a auga quente ás veces conxela máis rápido que a auga fría. Como é isto posible?

A realidade é que o fenómeno aínda desconcerta aos científicos; de feito, hai unha fonda discusión que mesmo levou, no ano 2012, á Royal Society of Chemistry a organizar un concurso de artigos científicos con hipóteses sobre o tema. E recibiron máis de 22.000 estudos, ningún deles considerado concluínte.

Xeita estás a facer mal os cubos de xeo no conxelador.

O fenómeno de conxelación da auga quente coñécese como o efecto Mpemba, chamado así por Erasto Mpemba , un estudante de Tanzania que en 1963 estaba a facer xeados como parte dun proxecto escolar. Os estudantes debían ferver unha mestura de crema e azucre, deixar que se arrefriase e logo poñela no conxelador. Preocupado por conseguir un lugar no conxelador, Mpemba puxo a súa mestura mentres aínda estaba moi quente. Pero despois de 1,5 horas, a súa mestura conxelouse, mentres que as mesturas dos seus compañeiros non.

Intrigado por este fenómeno, pasou a traballar co profesor de física Denis Osborne, e xuntos puideron replicar os achados e publicar un artigo en 1969 que amosa que a auga qunte conxélase máis rápido que a auga fría. Foi o primeiro estudo revisado por pares sobre o efecto, aínda que as primeiras observacións do fenómeno datan de Aristóteles no século IV a. C.

Pero, cal é a física detrás deste estraño fenómeno? Hai cinco mecanismos propostos para o que está a suceder aquí. Dunha banda está o frost, a xeada que se forma no recipiente e que a auga quente pode derreter. Outra teoría fala dos gases disoltos: hai máis gases disoltos en auga fría que en auga morna, e os investigadores predixeron que isto podería desempeñar un papel nas taxas de arrefriado, aínda que non está claro como.

Máis de 22.000 artigos foron presentados no concurso da Royal Society of Chemistry

Tamén se estuda o sobrearrefriamento: Todos sabemos que a auga se conxela a cero graos Celsius, pero ás veces arrefríase moito antes de conxelarse, un fenómeno coñecido como sobrearrefriamento. Isto ocorre porque o xeo necesita un sitio de nucleación, como unha burbulla de aire ou impureza na auga para formarse.

Outras teorías apuntan á evaporación: o vaso de auga quente perde máis moléculas de auga a través da evaporación, polo que hai menos para conxelar. E tamén da convección: existe a idea de que a auga morna podería arrefriarse máis rápido debido ao aumento das correntes de convección.

Pero todas estas ideas non levan a conclusión ningunha. Seguen a ser hipóteses. De feito, no 2012, a Royal Society of Chemistry pediu aos científicos que explicasen o fenómeno e non houbo consenso para atopar unha resposta convincente entre os máis de 22.000 traballos recibidos.

No ano 2017, investigadores da Universidade Metodista do Sur en Dallas e da Universidade de Nanjing en China publicaron unha proposta no Journal of Chemical Theory and Computation.

No seu artigo responsabilizaban do fenómeno ás estrañas propiedades das ligazóns formadas entre os átomos de hidróxeno e osíxeno nas moléculas de auga. As simulacións revelaron que a forza das ligazóns de hidróxeno (ligazóns H) nunha molécula de auga dada depende da disposición das moléculas de auga veciñas. “A medida que a auga se quenta, as ligazóns máis débiles rachan e fórmase unha estrutura cristalina do xeo, que serve como punto de partida para o proceso de conxelación”, explicaban no estudo.

Outro artigo recente dun equipo do Imperial College de Londres, publicado en Scientific Reports, do grupo Nature, engadiu maior pesimismo ao fenómeno. Despois de repetir experimentos con auga fría e quente, non atoparon nada especial: “Non importa o que fixemos, non puidemos observar nada similar ao efecto Mpemba”, dixo un dos investigadores, Henry Burridge, a Science News.

Así que, despois de milleiros de anos, un fenómeno que xa fora observado por Aristóteles segue sen ter unha explicación científica convincente. E mesmo hai dúbidas sobre que sexa real. Pero, hai agora medio século, un estudante de Tanzania trouxo de novo á actualidade outro dos misterios da auga: o efecto Mpemba.

Aquí podes ler o artigo crítico co efecto Mpemba publicado en Scientific Reports 

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.

Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.