Aristoteles war der erste Mann, der entdeckte, dass heißes Wasser schneller gefriert als kaltes Wasser. Oder er war der erste, der es zumindest aufzeichnete. Zwei Jahrtausende später, 1963, beobachtete ein tansanischer Student dasselbe Phänomen und seitdem wurde es nach ihm benannt- der Mpemba-Effekt.
[Bildquelle : Nukleare Dunkelheit ]
Es gab verschiedene Theorien, die versuchten, den Mpemba-Effekt zu erklären. Eine davon ist, dass eine Frostschicht oben das Wasser darunter isoliert und das Gefrieren verlangsamt; eine andere ist, dass heißes Wasser schneller verdunstet, was das zum Einfrieren verfügbare Volumen verringertEs wurden verschiedene in Wasser gelöste Substanzen vorgeschlagen, von denen jedoch keine eine zufriedenstellende Erklärung für das Phänomen lieferte.
Xi Zhang leitet ein Team von Wissenschaftlern an der Nanyang Technological University in Singapur, das eine neue, vielversprechende Theorie für den Mpemba-Effekt vorschlägt. Es ist bekannt, dass zwei Wasserstoffatome und ein einzelnes Sauerstoffatom über kovalente Bindungen ein Wassermolekül bildendurch viel schwächere Wasserstoffbrücken miteinander verbunden. Diese Wasserstoffbrücken entstehen, wenn ein Wasserstoffatom eines Moleküls nahe an ein Sauerstoffatom des anderen Moleküls gelangt.
Xi Zhangs Teamvorschlag besagt, dass beim Erhitzen des Wassers die Wasserstoffbrückenbindungen gedehnt werden, während die Wasserdichte abnimmt und sich die Moleküle voneinander entfernen. Gleichzeitig schrumpfen kovalente Bindungen in gewissem Umfang, was zur Freisetzung einer gewissen Menge an Bindungen führtEnergie. Der Prozess einer solchen Energiefreisetzung ist im Wesentlichen der gleiche wie das Abkühlen. Deshalb wird warmes Wasser schneller frostig als kaltes Wasser.