Kāpēc karstais ūdens sasalst ātrāk nekā auksts? Mpembas efekts.

Sveiki, dārgie interesantu faktu cienītāji. Šodien mēs parunāsim. Bet es domāju, ka jautājums nosaukumā var šķist vienkārši absurds - bet vai vienmēr pilnībā jāpaļaujas uz bēdīgi slaveno "veselo saprātu", nevis stingri formulētu testēšanas pieredzi. Mēģināsim noskaidrot, kāpēc karstais ūdens sasalst ātrāk nekā aukstais?

Vēsture

Ka aukstā un karstā ūdens sasalšanas jautājumā "viss nav tīrs" tika minēts Aristoteļa rakstos, tad līdzīgas piezīmes izdarīja F. Bekons, R. Dekarts un Dž. Bleks. Jaunākajā vēsturē šim efektam ir piešķirts nosaukums "Mpembas paradokss" - pēc Tanganjikas studenta Erasto Mpembas vārda, kurš šo pašu jautājumu uzdeva viesojošajam fizikas profesoram.

Zēna jautājums radās nevis no nulles, bet gan tīri personīgiem novērojumiem par saldējuma maisījumu dzesēšanas procesu virtuvē. Protams, tur bijušie klasesbiedri kopā ar skolas skolotāju Mpembu lika pasmieties - tomēr pēc profesora D. Osborna personīgi veiktās eksperimentālās verifikācijas viņu vēlme ņirgāties par Erasto "iztvaiko". Turklāt Mpembojs kopā ar profesoru fizikas izglītībā 1969. gadā publicēja detalizētu šī efekta aprakstu - un kopš tā laika iepriekšminētais nosaukums ir iestrēdzis zinātniskajā literatūrā.

Kāda ir fenomena būtība?

Eksperimenta iestatījums ir pavisam vienkāršs: ja visas pārējās lietas ir vienādas, tiek pārbaudīti tie paši plānsienu trauki, kuros ir stingri vienāds ūdens daudzums, kas atšķiras tikai temperatūrā. Tvertnes tiek ielādētas ledusskapī, pēc kura tiek reģistrēts laiks, līdz katrā no tiem veidojas ledus. Paradokss ir tāds, ka traukā ar sākotnēji karstāku šķidrumu tas notiek ātrāk.

Kā mūsdienu fizika to izskaidro?

Paradoksam nav universāla izskaidrojuma, jo kopā notiek vairāki paralēli procesi, kuru ieguldījums var atšķirties no konkrētiem sākotnējiem apstākļiem, bet ar vienotu rezultātu:

• šķidruma spēja izraisīt hipotermiju - sākotnēji auksts ūdens ir vairāk pakļauts hipotermijai, t.i. paliek šķidrs, kad tā temperatūra jau ir zemāka par sasalšanas punktu
• paātrināta dzesēšana - karstā ūdens tvaiki tiek pārveidoti par ledus mikrokristāliem, kas, nokrītot, paātrina procesu, strādājot kā papildu "ārējais siltummainis"
• izolācijas efekts - atšķirībā no karstā ūdens, auksts ūdens sasalst no augšas, kas noved pie siltuma pārneses samazināšanās konvekcijas un starojuma ietekmē

Ir vairāki citi paskaidrojumi (pēdējo reizi Lielbritānijas Karaliskās ķīmijas biedrība konkursu par labāko hipotēzi rīkoja nesen, 2012. gadā), taču joprojām nav viennozīmīgas teorijas par visiem ievades nosacījumu kombināciju gadījumiem ...

Lielbritānijas Karaliskā ķīmijas biedrība piedāvā £ 1000 balvu ikvienam, kurš var zinātniski izskaidrot, kāpēc dažos gadījumos karstais ūdens sasalst ātrāk nekā aukstais.

“Mūsdienu zinātne joprojām nevar atbildēt uz šo šķietami vienkāršo jautājumu. Saldējuma ražotāji un bārmeņi izmanto šo efektu ikdienas darbā, taču neviens īsti nezina, kāpēc tas darbojas. Šī problēma ir bijusi pazīstama gadu tūkstošiem, par to domājuši tādi filozofi kā Aristotelis un Dekarts, ”sacīja Lielbritānijas Karaliskās ķīmijas biedrības prezidents profesors Deivids Filipss, citējot biedrības paziņojumā presei.

Kā pavārs no Āfrikas uzvarēja britu fizikas profesoru

Tas nav aprīļa joks, bet skarba fiziskā realitāte. Pašreizējā zinātne, kas viegli darbojas ar galaktikām un melnajiem caurumiem, būvē milzu paātrinātājus, lai meklētu kvarkus un bozonus, nevar izskaidrot, kā "darbojas" elementārais ūdens. Skolas mācību grāmatā viennozīmīgi teikts, ka siltāka ķermeņa atdzišana prasa ilgāku laiku nekā vēsāka ķermeņa atdzišana. Bet attiecībā uz ūdeni šis likums ne vienmēr tiek ievērots. Aristotelis pievērsa uzmanību šim paradoksam 4. gadsimtā pirms mūsu ēras. e. To senais grieķis rakstīja grāmatā Meteorologica I: “Tas, ka ūdens ir uzkarsēts, liek tam sasalt. Tāpēc daudzi cilvēki, kad vēlas ātri atdzesēt karstu ūdeni, vispirms to ieliek saulē ... ”Viduslaikos šo parādību centās izskaidrot Frensiss Bēkons un Renē Dekarts. Ak, tas neizdevās ne lielajiem filozofiem, ne daudziem zinātniekiem, kuri izstrādāja klasisko termisko fiziku, un tāpēc šis neērtais fakts ilgu laiku tika "aizmirsts".

Un tikai 1968. gadā viņi "atcerējās", pateicoties skolas zēnam Erasto Mpembai no Tanzānijas, tālu no jebkuras zinātnes. Mācoties pavārskolā, 1963. gadā 13 gadus vecajam Mpembe tika uzdots pagatavot saldējumu. Saskaņā ar tehnoloģiju bija nepieciešams vārīt pienu, izšķīdināt tajā cukuru, atdzesēt līdz istabas temperatūrai un pēc tam ievietot ledusskapī, lai tas sasaltu. Acīmredzot Mpemba nebija čakls students un vilcinājās. Baidoties, ka līdz nodarbības beigām viņš nebūs laikus, viņš karsto pienu ielika ledusskapī. Viņam par pārsteigumu tas sastinga pat agrāk nekā biedru piens, kas sagatavots pēc visiem noteikumiem.

Kad Mpemba dalījās atklājumā ar fizikas skolotāju, viņš visas klases priekšā viņu ņirgājās. Mpemba atcerējās ievainoto. Piecus gadus vēlāk viņš, jau būdams Dāresalāma universitātes students, apmeklēja slavenā fiziķa Denisa G. Osborna lekciju. Pēc lekcijas viņš uzdeva zinātniekam jautājumu: “Ja jūs paņemat divus identiskus traukus ar vienādu daudzumu ūdens, vienu 35 ° C (95 ° F) un otru 100 ° C (212 ° F) temperatūrā, un noliekat tos saldētavā, tad ūdens karstā traukā sasals ātrāk. Kāpēc? " Jūs varat iedomāties kāda britu profesora reakciju uz jautājumu par jaunu vīrieti no Dieva pamestās Tanzānijas. Viņš ņirgājās par studentu. Tomēr Mpemba bija gatavs šādai atbildei un izaicināja zinātnieku uz likmi. Viņu strīds beidzās ar eksperimentālu pārbaudi, kas apstiprināja Mpembas pareizību un Osborna sakāvi. Tātad skolnieks-pavārs ierakstīja savu vārdu zinātnes vēsturē, un turpmāk šo parādību sauc par "Mpemba efektu". To nav iespējams izmest, paziņot, it kā tā nebūtu. Fenomens pastāv, un, kā rakstīja dzejnieks, "ne līdz zobiem".

Vai pie vainas ir putekļi un izšķīdušās vielas?

Gadu gaitā daudzi ir mēģinājuši atklāt ūdens nosalšanas noslēpumu. Ir ierosināts vesels ķekars skaidrojumu šai parādībai: iztvaikošana, konvekcija, izšķīdušo vielu ietekme - taču nevienu no šiem faktoriem nevar uzskatīt par galīgu. Vairāki zinātnieki visu savu dzīvi ir veltījuši Mpembas efektam. Džeimss Braunridžs, Ņujorkas Valsts universitātes Radiācijas drošības departamenta darbinieks, brīvajā laikā ir pētījis paradoksu vairāk nekā desmit gadus. Pēc simtiem eksperimentu veikšanas zinātnieks apgalvo, ka viņam ir pierādījumi par hipotermijas "vainu". Braunridžs paskaidro, ka 0 ° C temperatūrā ūdens ir tikai pārdzesēts un sāk sasalt, kad temperatūra nokrītas zemāk. Sasalšanas punktu kontrolē piemaisījumi ūdenī - tie maina ledus kristālu veidošanās ātrumu. Piemaisījumiem, un tie ir putekļu graudi, baktērijas un izšķīdināti sāļi, tiem raksturīga kodola temperatūra, kad ap kristalizācijas centriem veidojas ledus kristāli. Ja ūdenī vienlaikus ir vairāki elementi, sasalšanas punktu nosaka tas, kuram ir visaugstākā kodola temperatūra.

Eksperimentam Braunridžs paņēma divus vienas temperatūras ūdens paraugus un ievietoja tos saldētavā. Viņš atklāja, ka viens no paraugiem vienmēr sasalst pirms otra - iespējams, atšķirīgas piemaisījumu kombinācijas dēļ.

Braunridža apgalvo, ka karstais ūdens atdziest ātrāk, jo ir lielāka temperatūras starpība starp ūdeni un saldētavu - tas palīdz sasniegt sasalšanas punktu, pirms aukstais ūdens sasniedz dabisko sasalšanas punktu, kas ir vismaz par 5 ° C zemāks.

Tomēr Brownridge argumentācija rada daudz jautājumu. Tāpēc tiem, kas var izskaidrot Mpembas efektu savā veidā, ir iespēja sacensties par tūkstoš mārciņām no Lielbritānijas Karaliskās ķīmijas biedrības.

Šajā rakstā mēs aplūkosim jautājumu, kāpēc karstais ūdens sasalst ātrāk nekā auksts ūdens.

Karsts ūdens sasalst daudz ātrāk nekā auksts ūdens! Šī apbrīnojamā ūdens īpašība, kurai zinātnieki nevar atrast precīzu izskaidrojumu, ir pazīstama kopš seniem laikiem. Piemēram, pat Aristotelī ir ziemas makšķerēšanas apraksts: zvejnieki ledus bedrēs ievietoja makšķeres un, lai tās ātrāk sasaltu, uz ledus izlēja siltu ūdeni. Šīs parādības nosaukumu XX gadsimta 60. gados deva Erasto Mpemba vārds. Gatavojot saldējumu, Mnemba pamanīja dīvainu efektu un vērsās pie sava fizikas skolotāja, doktora Denisa Osborna, lai saņemtu paskaidrojumu. Mpemba un doktors Osborns eksperimentēja ar dažādas temperatūras ūdeni un secināja, ka gandrīz verdošs ūdens sāk sasalst daudz ātrāk nekā ūdens istabas temperatūrā. Citi zinātnieki veica paši savus eksperimentus un katru reizi ieguva līdzīgus rezultātus.

Fizikālās parādības skaidrojums

Nav vispārpieņemta izskaidrojuma, kāpēc tas notiek. Daudzi pētnieki norāda, ka viss ir saistīts ar šķidruma hipotermiju, kas rodas, kad tā temperatūra nokrītas zem sasalšanas punkta. Citiem vārdiem sakot, ja ūdens sasalst temperatūrā, kas zemāka par 0 ° C, tad pārdzesēta ūdens temperatūra var būt, piemēram, -2 ° C, un tajā pašā laikā palikt šķidrs, nepārvēršoties ledū. Kad mēs mēģinām sasaldēt aukstu ūdeni, pastāv iespēja, ka tas vispirms tiks pārdzesēts un sacietēs tikai pēc kāda laika. Citi procesi notiek uzkarsētā ūdenī. Tā ātrāka pārvēršanās ledū ir saistīta ar konvekciju.

Konvekcija - tā ir fiziska parādība, kurā siltie šķidruma apakšējie slāņi paceļas, bet augšējie, atdzesētie, nolaižas.

Viens no maniem mīļākajiem mācību priekšmetiem skolā bija ķīmija. Reiz ķīmijas skolotājs mums uzdeva ļoti dīvainu un grūtu uzdevumu. Viņš mums uzdeva jautājumu sarakstu, uz kuriem mums bija jāatbild ķīmijas ziņā. Mums tika dotas vairākas dienas šim uzdevumam, un mums tika atļauts izmantot bibliotēkas un citus pieejamos informācijas avotus. Viens no šiem jautājumiem bija saistīts ar ūdens sasalšanas temperatūru. Es precīzi neatceros, kā izklausījās jautājums, bet tas bija par to, ka, ja jūs ņemat divus vienāda izmēra koka spaiņus, vienu ar karstu ūdeni, otru ar aukstu ūdeni (ar precīzi norādītu temperatūru), un novietojiet tos kura no tām ātrāk sasalst vidē ar noteiktu temperatūru? Protams, atbilde uzreiz ieteica sevi - spainis auksta ūdens, bet mums tas šķita pārāk vienkārši. Bet ar to nepietika, lai sniegtu pilnīgu atbildi, mums tas bija jāpierāda no ķīmiskā viedokļa. Neskatoties uz visu manu domāšanu un pētījumiem, es nespēju izdarīt loģisku secinājumu. Šajā dienā es pat nolēmu izlaist šo apmācību, tāpēc es nekad neuzzināju šīs mīklas risinājumu.

Gāja gadi, un es uzzināju daudz ikdienas mītu par ūdens viršanas un sasalšanas temperatūru, un viens mīts teica: "karstais ūdens sasalst ātrāk". Es apskatīju daudzas vietnes, taču informācija bija pārāk pretrunīga. Un tie bija tikai viedokļi, kas no zinātnes viedokļa nav pamatoti. Un es nolēmu veikt savu pieredzi. Tā kā es nevarēju atrast koka spaiņus, es izmantoju saldētavu, plīts virsmu, nedaudz ūdens un digitālo termometru. Par savas pieredzes rezultātiem es runāšu nedaudz vēlāk. Pirmkārt, es dalīšos ar jums dažus interesantus argumentus par ūdeni:

Karsts ūdens sasalst ātrāk nekā auksts. Lielākā daļa ekspertu apgalvo, ka auksts ūdens sasalst ātrāk nekā karsts ūdens. Bet viena smieklīga parādība (tā sauktais Memb efekts) nezināmu iemeslu dēļ pierāda pretējo: karsts ūdens sasalst ātrāk nekā auksts. Viens no vairākiem skaidrojumiem ir iztvaikošanas process: ja aukstā vidē ievieto ļoti karstu ūdeni, ūdens sāks iztvaikot (atlikušais ūdens daudzums ātrāk sasalst). Un saskaņā ar ķīmijas likumiem tas nemaz nav mīts, un, visticamāk, tieši to skolotājs vēlējās dzirdēt no mums.

Vārīts ūdens sasalst ātrāk nekā krāna ūdens. Neskatoties uz iepriekšējo skaidrojumu, daži eksperti apgalvo, ka vārītam ūdenim, kas atdzisis līdz istabas temperatūrai, vajadzētu ātrāk sasalt, jo vārot samazinās skābeklis.

Auksts ūdens vārās ātrāk nekā karsts ūdens. Ja karsts ūdens sasalst ātrāk, tad auksts ūdens var vārīties ātrāk! Tas ir pretrunā ar veselo saprātu, un zinātnieki apgalvo, ka tā vienkārši nevar būt. Karstajam krāna ūdenim faktiski vajadzētu vārīties ātrāk nekā aukstam ūdenim. Bet, izmantojot vārīšanai karstu ūdeni, jūs netaupāt enerģiju. Jūs varat izmantot mazāk gāzes vai gaismas, taču ūdens sildītājs izmantos tādu pašu enerģijas daudzumu, kāds nepieciešams aukstā ūdens sildīšanai. (Tas nedaudz atšķiras ar saules enerģiju.) Ūdens sildītāja ūdens sildīšanas rezultātā var parādīties nogulsnes, tāpēc ūdens sildīšana prasīs ilgāku laiku.

Ja ūdenim pievienosiet sāli, tas vārīsies ātrāk. Sāls paaugstina viršanas temperatūru (un attiecīgi pazemina sasalšanas temperatūru - tāpēc dažas mājsaimnieces saldējumam pievieno nedaudz akmens sāls). Bet šajā gadījumā mūs interesē cits jautājums: cik ilgi ūdens vārīsies un vai viršanas temperatūra šajā gadījumā var paaugstināties virs 100 ° C). Neskatoties uz to, ko viņi raksta pavārgrāmatās, zinātnieki saka, ka sāls daudzums, ko mēs pievienojam verdošam ūdenim, nav pietiekams, lai ietekmētu vārīšanās laiku vai temperatūru.

Bet lūk, ko es saņēmu:

Auksts ūdens: Es izmantoju trīs 100 ml stikla vārglāzes attīrīta ūdens: vienu istabas temperatūrā (72 ° F / 22 ° C), vienu ar karstu ūdeni (115 ° F / 46 ° C) un otru ar vārītu ūdeni (212 ° C). F / 100 ° C). Es ievietoju visas trīs glāzes saldētavā –18 ° C temperatūrā. Un, tā kā es zināju, ka ūdens uzreiz nepārvērtīsies par ledu, tad sasalšanas pakāpi noteicu pēc "koka pludiņa". Kad nūja, kas ievietota stikla centrā, vairs nepieskārās pamatnei, es pieņēmu, ka ūdens ir sasalis. Es pārbaudīju brilles ik pēc piecām minūtēm. Un kādi ir mani rezultāti? Pirmajā glāzē ūdens sasala pēc 50 minūtēm. Pēc 80 minūtēm karstais ūdens sastinga. Vāra - pēc 95 minūtēm. Mani līdzņemamie ēdieni: ņemot vērā apstākļus saldētavā un izmantoto ūdeni, es nespēju atveidot Memb efektu.

Izmēģināju arī šo eksperimentu ar iepriekš vārītu ūdeni, kas atdzesēts līdz istabas temperatūrai. Viņa sastinga pēc 60 minūtēm - tas joprojām prasīja vairāk laika nekā auksta ūdens sasalšana.

Vārīts ūdens: Es paņēmu litru ūdens istabas temperatūrā un uzliku uguni. Tas vārījās 6 minūtēs. Tad es to atkal atdzesēju līdz istabas temperatūrai un pievienoju karstajam. Ar tādu pašu karstumu karsts ūdens vārījās 4 stundas un 30 minūtes. Secinājums: kā paredzēts, karsts ūdens vārās daudz ātrāk.

Vārīts ūdens (ar sāli): 1 litram ūdens pievienoju 2 lielas ēdamkarotes galda sāls. Tas vārījās pēc 6 minūtēm 33 sekundēm, un termometrs parādīja, ka tā sasniedza 102 ° C temperatūru. Neapšaubāmi, sāls ietekmē viršanas temperatūru, bet ne daudz. Secinājums: sāls ūdenī stipri neietekmē temperatūru un vārīšanās laiku. Es godīgi atzīstu, ka manu virtuvi diez vai var saukt par laboratoriju, un, iespējams, mani secinājumi ir pretrunā ar realitāti. Mans saldētavas nodalījums var nevienmērīgi sasaldēt pārtiku. Manas brilles varētu būt neregulāras utt. Bet neatkarīgi no tā, kas notiek laboratorijā, runājot par ūdens sasaldēšanu vai vārīšanu virtuvē, vissvarīgākais ir veselais saprāts.

saite ar jautriem faktiem par vaudews par ūdeni
kā ieteikts forumā forum.ixbt.com, šo efektu (karstā ūdens sasalšanas efektu ātrāk nekā aukstu ūdeni) sauc par "Aristoteļa-Mpembas efektu".

Tie. vārīts ūdens (atdzesēts) sasalst ātrāk nekā "neapstrādāts"

21.11.2017 11.10.2018 Aleksandrs Fircevs

« Kurš ūdens sasalst ātrāk auksts vai karsts?»- mēģiniet uzdot jautājumu draugiem, visticamāk, lielākā daļa no viņiem atbildēs, ka auksts ūdens sasalst ātrāk - un kļūdīsies.

Patiesībā, ja jūs vienlaikus ievietojat saldētavā divus vienādas formas un tilpuma traukus, no kuriem vienā būs auksts, bet otrā karsts, tad karsts ūdens sasalst ātrāk.

Šāds paziņojums var šķist absurds un nepamatots. Ja sekojat loģikai, tad karstajam ūdenim vispirms ir jāatdziest līdz aukstai temperatūrai, un aukstumam šajā laikā jau vajadzētu pārvērsties par ledu.

Tātad, kāpēc karstais ūdens pāršalc auksto ūdeni? Mēģināsim to izdomāt.

Novērojumu un pētījumu vēsture

Cilvēki kopš seniem laikiem ir novērojuši paradoksālo efektu, taču neviens tam nepiešķīra lielu nozīmi. Tā Arrestotel, kā arī Renē Dekarts un Frensiss Bēkons piezīmēs atzīmēja, ka aukstā un karstā ūdens sasalšanas ātrumā nav sakritības. Neparasta parādība bieži izpaužas ikdienas dzīvē.

Ilgu laiku šī parādība netika pētīta nekādā veidā, un tā neizraisīja lielu zinātnieku interesi.

Neparastā efekta izpēte sākās 1963. gadā, kad zinātkārs students no Tanzānijas Erasto Mpemba pamanīja, ka karstais piens saldējumam sasalst ātrāk nekā aukstais piens. Cerībā iegūt skaidrojumu par neparastā efekta cēloņiem, jauneklis skolā jautāja savam fizikas skolotājam. Tomēr skolotājs par viņu tikai pasmējās.

Vēlāk Mpemba atkārtoja eksperimentu, taču savā eksperimentā viņš vairs neizmantoja pienu, bet ūdeni, un paradoksālais efekts atkārtojās vēlreiz.

Pēc 6 gadiem, 1969. gadā, Mpemba uzdeva šo jautājumu fizikas profesoram Denisam Osbornam, kurš ieradās viņa skolā. Profesoru interesēja jaunā vīrieša novērošana, kā rezultātā tika veikts eksperiments, kas apstiprināja efekta klātbūtni, taču šīs parādības cēloņi netika noskaidroti.

Kopš tā laika šī parādība tiek saukta mpembas efekts.

Zinātnisko novērojumu vēsturē ir izvirzītas daudzas hipotēzes par parādības cēloņiem.

Tātad 2012. gadā Lielbritānijas Karaliskā ķīmijas biedrība būtu izsludinājusi konkursu par hipotēzēm, kas izskaidro Mpemba efektu. Konkursā piedalījās zinātnieki no visas pasaules, kopumā tika reģistrēti 22 000 zinātnisko darbu. Neskatoties uz tik iespaidīgo rakstu skaitu, neviens no tiem neizskaidroja Mpembas paradoksu.

Visizplatītākā versija bija tāda, ka karstais ūdens sasalst ātrāk, jo tas vienkārši iztvaiko ātrāk, tā tilpums kļūst mazāks, un, samazinoties tilpumam, tā dzesēšanas ātrums palielinās. Visizplatītākā versija galu galā tika noraidīta, jo tika veikts eksperiments, kurā iztvaikošana tika izslēgta, taču efekts tomēr tika apstiprināts.

Citi zinātnieki uzskatīja, ka Mpemba efekta cēlonis ir ūdenī izšķīdinātu gāzu iztvaikošana. Pēc viņu domām, sildot iztvaiko ūdenī izšķīdušās gāzes, kuru dēļ tā iegūst lielāku blīvumu nekā auksts ūdens. Kā jūs zināt, blīvuma palielināšanās izraisa ūdens fizisko īpašību izmaiņas (siltuma vadītspējas palielināšanos) un līdz ar to arī dzesēšanas ātruma palielināšanos.

Turklāt ir izvirzītas vairākas hipotēzes, kas apraksta ūdens cirkulācijas ātrumu kā temperatūras funkciju. Daudzos pētījumos tika mēģināts noteikt saikni starp konteineru materiālu, kurā atradās šķidrums. Daudzas teorijas šķita ļoti ticamas, taču to nebija iespējams zinātniski apstiprināt sākotnējo datu trūkuma, citu eksperimentu pretrunu dēļ vai arī tāpēc, ka atklātie faktori vienkārši nebija salīdzināmi ar ūdens atdzesēšanas ātrumu. Daži zinātnieki savos darbos apšaubīja efekta esamību.

2013. gadā Singapūras Nanjangas Tehniskās universitātes pētnieki paziņoja, ka ir atrisinājuši Mpemba efekta noslēpumu. Saskaņā ar viņu pētījumu parādības cēlonis ir fakts, ka enerģijas daudzums, kas uzkrāts ūdeņraža saitēs starp aukstā un karstā ūdens molekulām, ir ievērojami atšķirīgs.

Datorsimulācijas metodes ir parādījušas šādus rezultātus: jo augstāka ūdens temperatūra, jo lielāks attālums starp molekulām ir saistīts ar to, ka palielinās atgrūšanās spēki. Līdz ar to molekulu ūdeņraža saites tiek izstieptas, uzkrājot vairāk enerģijas. Atdzesētas molekulas sāk tuvoties viena otrai, atbrīvojot enerģiju no ūdeņraža saitēm. Šajā gadījumā enerģijas atbrīvošanu papildina temperatūras pazemināšanās.

2017. gada oktobrī Spānijas fiziķi sava nākamā pētījuma laikā atklāja, ka liela loma efekta veidošanā ir vielas izvadīšanai no līdzsvara (spēcīga sildīšana pirms spēcīgas atdzesēšanas). Viņi noteica apstākļus, kādos ietekmes iespējamība ir vislielākā. Turklāt zinātnieki no Spānijas ir apstiprinājuši pretēja Mpemba efekta esamību. Viņi atklāja, ka karsējot, aukstāks paraugs var sasniegt augstu temperatūru ātrāk nekā silts.

Neskatoties uz izsmeļošu informāciju un daudziem eksperimentiem, zinātnieki plāno turpināt pētīt šo efektu.

Mpembas efekts reālajā dzīvē

Vai esat kādreiz domājuši, kāpēc ziemā slidotava ir piepildīta ar karstu ūdeni, nevis aukstu? Kā jūs jau sapratāt, viņi to dara, jo slidotava, kas piepildīta ar karstu ūdeni, sasalst ātrāk nekā tad, ja tā būtu piepildīta ar aukstu ūdeni. Tā paša iemesla dēļ ziemas ledus pilsētās slaidi tiek appludināti ar karstu ūdeni.

Tādējādi zināšanas par parādības esamību ļauj cilvēkiem ietaupīt laiku, sagatavojot vietas ziemas sporta veidiem.

Turklāt rūpniecībā dažreiz tiek izmantots Mpemba efekts - lai samazinātu ūdeni saturošu produktu, vielu un materiālu sasalšanas laiku.