A+ A A-

Zašto se topla voda smrzava brže od hladne?

Topla voda mrzne brže od hladne vode. Ovaj fenomen poznat je kao Mpemba efekt. Ime je dobio po tanzanijskom studentu koji je 1963. godine primijetio da se topla smjesa za sladoled zamrzne brže od hladne. Međutim, prvi koji je proučavao ovaj efekt bio je Aristotel u IV stoljeću p.n.e., a kasnije su ga proučavali i Francis Bacon i René Descartes.

Mpemba efekt je objašnjavan različitim teorijama: brže isparavanje tople vode smanjuje zapreminu vode koja se treba smrznuti; formiranje ledenog sloja na površini hladne vode izolira preostali dio vode; različite koncentracije otopljenih tvari u vodi: poput ugljikovog dioksida, koji ispari kada se voda zagrijava. Međutim, ovaj efekat se ne pojavljuje uvijek, te se nekad hladna voda zamrzne brže od toplije. Sve do sada niko nije uspio dokučiti zbog čega se zapravo topla voda zamrzne brže od hladne.

Nedavno je tim fizičara s Tehnološkog univerziteta Nanyang u Singapuru pronašao dokaz da hemijske veze koje drže vodu na okupu omogućavaju taj učinak. Svaka molekula vode sastoji se od jednog atoma kisika kovalentno vezanog sa dva atoma vodika. Ove veze uključuju elektrone koje atomi međusobno dijele, što je vrlo dobro poznato. Pojedine molekule vode se takođe povezuju pomoću slabijih vodikovih veza. Do ovih veza dolazi kada se vodikov atom jedne molekule vode nađe blizu kisikovog atoma druge molekule vode.

Imenovani tim fizičara tvrdi da upravo te veze uzrokuju Mpemba efekt. Kada se molekule vode dovedu u bliski kontakt, prirodna odbojnost između molekula uzrokuje rastezanje kovalentih veza i pohranjivanje energije. Kada se tekućina zagrije, vodikove veze se rastegnu budući da voda gubi gustoću te se molekule i dalje razdvajaju.

Istezanje vodikovih veza omogućava kovalentnim vezama neku vrstu opuštanja i skupljanja, što rezultira otpuštanjem njihove energije. Proces u kojem kovalentne veze otpuštaju svoju energiju je u suštini isti kao i hlađenje, pa se teoretski topla voda i treba smrzavati brže od hladne. Tim fizičara smatra da veličina opuštanja kovalentne veze objašnjava eksperimentalne razlike u vremenu potrebnom toploj i hladnoj vodi da se smrzne.

 


Izvor: iflscience.com 

Prevod: A. Kadrija

  • Ocijeni
    (5 glasova)
  • Objavljeno u Priroda
  • Čitano 2086 puta

Komentiraj

na vrh