Эффект Мпембы

Перед вами стоят два стакана с водой, которые одинаковы во всём, кроме одного: вода в левом стакане горячее, чем в правом. Поместите оба стакана в морозильник. Какой из них замёрзнет быстрее? Логично было бы предположить, что холодный стакан справа замёрзнет первым, но это может оказаться не так. Горячая вода иногда замерзает быстрее, чем холодная.

Этот необычный эффект назван в честь танзанийского студента Мпембы, который заметил его в 1986 году, замораживая молоко для приготовления мороженого. Однако некоторые из величайших мыслителей истории — Аристотель, Фрэнсис Бэкон и Рене Декарт — уже ранее отмечали этот феномен, не сумев его объяснить. Аристотель ошибочно связывал эффект с понятием «антиперистазиса» — идеей, что качество усиливается в окружении противоположного качества.

На возникновение эффекта Мпембы влияет несколько факторов. Горячая вода может сильно испаряться, тем самым уменьшая объём воды, который нужно охладить. Кроме того, в тёплой воде меньше растворённых газов, что способствует более лёгкому образованию конвекционных течений, ускоряющих процесс замерзания.

Ещё одна теория связана с химическими связями внутри молекулы воды. Молекула воды состоит из двух атомов водорода, связанных с одним атомом кислорода. При нагревании вода расширяется, связи ослабляются и высвобождают часть своей энергии. Это позволяет ей остывать быстрее по сравнению с водой, которая изначально не была нагрета.