Usred letnjih vrućina nema ničeg boljeg od čaše rashlađenog pića sa ledom. Kada primetite da vam je nestalo leda u zamrzivaču, verovatno ćete pomisliti da će se hladna voda najbrže pretvoriti u led. Međutim, fizika pokazuje da to nije uvek tačno.

U određenim uslovima upravo topla voda može da se zamrzne brže od hladne, iako to na prvi pogled deluje potpuno nelogično. Ova neobična pojava poznata je kao Mpembin efekat i već vekovima intrigira naučnike.

Fenomen koji je zbunjivao naučnike još od antičkog doba

Još je Aristotel zapisao da zagrejana voda ponekad može da se zaledi pre hladne. Kasnije su se ovom pojavom bavili i Frensis Bejkon i Rene Dekart, ali nijedan od njih nije uspeo da pruži konačno objašnjenje.

Naziv je dobila tek šezdesetih godina prošlog veka, po učeniku iz Tanzanije Erastu Mpembi.

Godine 1963. Mpemba je na času domaćinstva pripremao smesu za sladoled. Dok su ostali učenici čekali da se smesa ohladi pre stavljanja u zamrzivač, on je svoju posudu stavio unutra dok je još bila topla.

Na iznenađenje svih, upravo njegova smesa se prva zaledila.

Nekoliko godina kasnije o svom zapažanju razgovarao je sa fizičarem Denisom Ozbornom. Njih dvojica sproveli su niz eksperimenata koji su potvrdili da se ovaj efekat zaista može javiti. Naučni rad objavljen je 1969. godine, a fenomen je dobio naziv Mpembin efekat.

Zašto se to događa?

Iako se o ovoj pojavi govori više od pola veka, naučnici još nisu postigli potpuni konsenzus o tome zašto se javlja.

Jedno od najprihvaćenijih objašnjenja odnosi se na ponašanje molekula vode i njihovih vodoničnih veza. Molekul vode sastoji se od jednog atoma kiseonika i dva atoma vodonika, a između molekula postoje slabe vodonične veze koje se menjaju zagrevanjem.

Prema pojedinim istraživanjima, zagrevanje reorganizuje molekule tako da se tokom hlađenja lakše formira kristalna struktura leda. Energija uskladištena u tim vezama oslobađa se prilikom hlađenja, što u određenim okolnostima može da ubrza zamrzavanje.

Važnu ulogu imaju i strujanje vode

Druga teorija ukazuje na značaj konvekcije i pothlađivanja.

Voda ima neobično svojstvo – najveću gustinu dostiže na četiri stepena Celzijusa. Kada se hladi ispod te temperature, ponovo počinje da se širi. To izaziva složeno mešanje slojeva vode, omogućava efikasniji prenos toplote i u pojedinim slučajevima može dovesti do toga da topliji uzorak dostigne tačku smrzavanja pre hladnijeg.

Slično objašnjenje ponudio je i hrvatski hemičar Nikola Bregović, čiji je rad o Mpembinom efektu pobedio na međunarodnom konkursu koji je 2012. godine raspisalo Britansko kraljevsko hemijsko društvo.

Misterija koja još nije potpuno rešena

Uprkos brojnim eksperimentima, jedinstveno objašnjenje Mpembinog efekta i dalje ne postoji.

Mnogi istraživači smatraju da je reč o kombinaciji više procesa koji se odvijaju istovremeno, dok drugi ističu da se efekat javlja samo u veoma specifičnim uslovima.

Zbog toga Mpembin efekat i danas predstavlja jednu od najzanimljivijih zagonetki moderne fizike i hemije.

Ako sledeći put budete pravili led na brzinu, možda vredi isprobati i toplu vodu. Iako neće uvek dati isti rezultat, u određenim okolnostima mogla bi da vas prijatno iznenadi.