explicación del efecto Mpemba
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Respuesta:
La hipótesis comúnmente propuesta es que el agua caliente se evapora más rápidamente, pierde masa, y por tanto, necesita perder menos calor para congelarse. Sin embargo, el efecto Mpemba también se da en recipientes cerrados donde la evaporación no tiene lugar.
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Historia
El efecto Mpemba, que aparentemente es una contradicción en la física, ya fue explorado por Aristóteles hace más de 2.000 años. El sabio griego describió cómo unos habitantes de la actual Turquía rociaban las estacas de sus empalizadas con agua caliente para asegurarlas, porque de este modo se congelaban antes.
No fue el único: Francis Bacon y René Descartes también tomaron nota de esta curiosidad, pero no fue hasta 1963 cuando se le puso nombre y la ciencia moderna lo tuvo en cuenta.
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Explicación
Aunque el efecto Mpemba ha sido aceptado como un hecho, los científicos han tardado en ponerse de acuerdo sobre su explicación. ¿Cómo es posible que el agua caliente se congele antes que la fría, si ésta ya parte con una enorme ventaja inicial?
Otro de los problemas es la replicación del experimento. Muchos intentos han fracasado, pero no hay evidencia suficiente como para desacreditarlo por completo.
En 2012, la Royal Society of Chemistry anunció un premio de 1.000 libras para la mejor explicación a este fenómeno. Se presentaron 22.000 documentos de todo el mundo, pero ninguna de las respuestas ofrecidas fue lo suficientemente convincente como para que hubiera consenso generalizado.
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Entonces, ¿cuál la explicación?
Para empezar, hay que remarcar que este efecto solo se da en contextos muy concretos. Esto implica que se necesitan temperaturas altas para apreciarlo. Por ejemplo, agua a 5º C se congelará antes que agua a 35º C, pero agua a 70º C tardará más en congelarse que agua a 90º C.
La hipótesis comúnmente propuesta es que el agua caliente se evapora más rápidamente, pierde masa, y por tanto, necesita perder menos calor para congelarse. Sin embargo, el efecto Mpemba también se da en recipientes cerrados donde la evaporación no tiene lugar.
Otra de las posibles explicaciones es que el agua desarrolla corrientes de convección y gradientes de temperatura según se enfría: un vaso de agua caliente enfriado rápidamente tendrá mayores diferencias de temperatura a lo largo del proceso y perderá más calor más rápido en la superficie que un vaso de agua fría (a menor temperatura) que tiene menos diferencia de temperatura y menor convección para acelerar el proceso. Esta idea tampoco ha sido verificada totalmente.
No son las únicas teorías: algunas incluyen los efectos que los gases disueltos en el agua tendrían en el proceso de congelación, o el sobreenfriamiento.
En 2013, un equipo de investigadores de Singapur propuso que la paradoja de Mpemba se debe a las propiedades únicas de los enlaces químicos en el agua. Aunque muchos titulares anunciaron esta como la explicación definitiva, la idea no ha alcanzado aún la revisión por pares debido a la falta de capacidad de predicción de la misma. Tampoco cuenta con el respaldo unánime de la comunidad científica.