Πες μου γιατί: Tο ζεστό νερό παγώνει πιο γρήγορα από το κρύο

της Λίας Καραμπατέα

Όσο παράδοξο κι αν σας φαίνεται, μπορείτε να κάνετε μια μικρή δοκιμή σπίτι ακόμη και τώρα. Μια ποσότητα ζεστού νερού συγκριτικά με μια ποσότητα ήδη κρύου νερού, θα παγώσει γρηγορότερα!

Το φαινόμενο παρατηρήθηκε πριν πολλά χρόνια από ένα νεαρό φοιτητή με το όνομα Erasto Mpemba, το όνομα του οποίου δόθηκε αργότερα στο φαινόμενο αυτό. Όταν επιδίωξε να πάρει απαντήσεις από τους καθηγητές τους, κανείς δεν ασχολήθηκε σε βάθος με το ερώτημά του και έτσι η περιέργεια διογκώθηκε και οι πειραματισμοί συνεχίστηκαν. Πριν περίπου 3-4 χρόνια, η Βασιλική Εταιρεία Χημείας στη Μεγάλη Βρετανία, προκήρυξε διαγωνισμό ψάχνοντας τη λύση στο αίνιγμα αυτό και δίνοντας μάλιστα χρηματικό έπαθλο σε όποιον έβρισκε μια ικανοποιητική απάντηση. Στον διαγωνισμό υπήρχαν δεκάδες χιλιάδες συμμετοχές, μεταξύ των οποίων και μερικές ελληνικές!

Υπήρξε μετά από πολύ ψάξιμο μία πιο πειστική απάντηση, η οποία δημοσιεύτηκε και σε επιστημονικά έντυπα, χωρίς όμως να έχει σταματήσει η περαιτέρω διερεύνηση του φαινομένου – του φαινομένου “Mpemba” λοιπόν – μέχρι και σήμερα.

Η εξήγηση που δόθηκε λέει πάνω – κάτω τα εξής:

Ένα μόριο νερού αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου. Δεδομένου ότι κάθε άτομο αποτελείται από τα πρωτόνια και τα νετρόνια που συγκροτούν τον πυρήνα του και τα ηλεκτρόνια που περιφέρονται σε τροχιές γύρω από τον πυρήνα, τον καθοριστικό ρόλο στη συμπεριφορά ενός ατόμου παίζουν τα ηλεκτρόνια. Ο τρόπος με τον οποίο δημιουργούνται δεσμοί μεταξύ των ατόμων, έχει να κάνει με την ποσότητα ηλεκτρονίων που ανταλλάζουν ή με τα ζεύγη ηλεκτρονίων που μοιράζονται από κοινού. Έτσι, προκύπτουν ιοντικοί και ομοιοπολικοί δεσμοί, αντίστοιχα.

Τα διάφορα μόρια τώρα μεταξύ τους, ενώνονται, στην περίπτωση του νερού, με τους λεγόμενους δεσμούς υδρογόνου. Πάνω σε αυτό βασίστηκαν οι Sun Changqing και Xi Zhangαπό το Πολυτεχνείο της Σιγκαπούρης. Οι δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μορίων νερού, επηρεάζουν τη συνολική συμπεριφορά του νερού στην επιφανειακή του τάση και αποτελούν έναν από τους λόγους που το νερό έχει σημαντικά υψηλότερο σημείο βρασμού από άλλα υγρά.

Οι ομοιοπολικοί δεσμοί μεταξύ των ατόμων υδρογόνου, είναι σε θέση να απελευθερώσουν ενέργεια, με διαφορετικό ρυθμό όμως, ανάλογα με τις εξωτερικές επιδράσεις. Όταν το ζεστό νερό αρχίζει να ψύχεται, οι δεσμοί υδρογόνου επιδρούν στην εκθετική αύξηση της ενέργειας που απελευθερώνεται από τους ομοιοπολικούς δεσμούς των ατόμων υδρογόνου, οι οποίοι λόγω θέρμανσης αρχίσουν να συμπτύσσονται. Σε μία ποσότητα νερού που είναι ήδη κρύα, οι ομοιοπολικοί δεσμοί δεν υφίστανται αυτή τη μεταβολή και συνεπώς δεν είναι σε θέση να απελευθερώσουν την ίδια ενέργεια.

Καμιά φορά λοιπόν, η παρατηρητικότητα ενός και μόνο ανθρώπου μπορεί να αποτελέσει το εφαλτήριο πολλών νέων σκέψεων και διαπιστώσεων. Μήπως θέλετε να δοκιμάσετε κι εσείς…;