A água quente pode congelar mais rápido que a água fria?

A água quente pode congelar mais rapidamente do que a água fria. No entanto, isso nem sempre acontece, nem a ciência explicou exatamente porque pode acontecer.

Embora Aristóteles, Bacon e Descartes descrevam a água quente congelando mais rápido que a água fria, a noção resistiu principalmente até a década de 1960, quando um estudante do ensino médio chamado Mpemba notou que a mistura de sorvete quente, quando colocada no congelador, congelava antes da mistura de sorvete que havia sido resfriada à temperatura ambiente antes de ser colocada no congelador. Mpemba repetiu seu experimento com água em vez de mistura de sorvete e encontrou o mesmo resultado: a água quente congelou mais rapidamente do que a água mais fria. Quando Mpemba pediu ao professor de física para explicar as observações, o professor disse a Mpemba que seus dados deviam estar errados, porque o fenômeno era impossível.

Mpemba perguntou a um professor de física visitante, Dr. Osborne, a mesma pergunta. O professor respondeu que não sabia, mas testaria o experimento. Dr. Osborne mandou um técnico de laboratório realizar o teste de Mpemba. O técnico do laboratório informou que ele duplicou o resultado de Mpemba: "Mas continuaremos repetindo o experimento até chegarmos o resultado certo. "Bem, os dados são os dados; portanto, quando o experimento foi repetido, continuou a produzir o mesmo resultado. Em 1969, Osborne e Mpemba publicaram os resultados de suas pesquisas. Agora, o fenômeno em que a água quente pode congelar mais rápido que a água fria é chamado às vezes

Não há explicação definitiva para o motivo pelo qual a água quente pode congelar mais rapidamente que a água fria. Diferentes mecanismos entram em jogo, dependendo das condições. Os principais fatores parecem ser:

• Evaporação - Mais água quente evapora do que água fria, reduzindo assim a quantidade de água restante a ser congelada. Medições de massa nos levam a acreditar que esse é um fator importante ao resfriar a água em recipientes abertos, embora não seja o mecanismo que explica como o Efeito Mpemba ocorre em recipientes fechados.
• Super-resfriamento - A água quente tende a experimentar menos efeito super-resfriamento do que água fria. Isso aumenta a probabilidade de se tornar sólido quando atinge o ponto de congelamento da água.
• Convecção - A água desenvolve correntes de convecção enquanto esfria. A densidade da água geralmente diminui à medida que a temperatura aumenta, de modo que um recipiente de água de resfriamento normalmente é mais quente no topo do que no fundo. Se assumirmos que a água perde a maior parte do calor em sua superfície (o que pode ou não ser verdade, dependendo da condições), então a água com um topo mais quente perderia seu calor e congelaria mais rapidamente do que a água com um topo mais frio.
• Gases dissolvidos - A água quente tem menos capacidade de reter gases dissolvidos do que a água fria, o que pode afetar sua taxa de congelamento.
• Efeito do ambiente - A diferença entre as temperaturas iniciais de dois recipientes de água pode afetar o ambiente que pode influenciar a taxa de resfriamento. Um exemplo seria a água quente derreter uma camada pré-existente de geada, permitindo uma melhor taxa de resfriamento.

Agora, não aceite minha palavra por isso! Se você tiver dúvidas de que a água quente às vezes congela mais rapidamente que a água fria, teste-a. Esteja ciente de que o efeito Mpemba não será visto em todas as condições experimentais; portanto, consulte o referências neste post para ver o que pode funcionar melhor para você (ou tente fazer sorvete no seu freezer, se você aceitar isso como uma demonstração do efeito).