É verdade que a água quente congela mais rápido que o frio?

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

Principais aspectos: temperatura da água e taxa de congelamento

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 O estudante do ensino médio chamado Mpemba notou que a mistura de sorvete quente, quando colocada no freezer, congelava antes da mistura de sorvete que foi resfriada para temperatura do quarto

Mpemba perguntou a um professor visitante de física, 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 obter o resultado certo". (Hum... sim... isso seria um exemplo de ciência pobre.) Bem, os dados eram 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 no qual a água quente pode congelar mais rápido que a água fria é chamado de Efeito Mpemba.

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 a quantidade de água restante a ser congelada. Medições de massa leve-nos 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. Quando estava super-resfriado, ele pode permanecer líquido até ser perturbado, mesmo bem abaixo da temperatura normal de congelamento. É mais provável que a água que não é super-resfriada se torne sólida quando atingir a ponto de congelamento da água.
• Convecção: A água desenvolve correntes de convecção enquanto esfria. Densidade da água geralmente diminui à medida que a temperatura aumenta, de modo que um recipiente com água de resfriamento normalmente fica mais quente no topo do que no fundo. Se assumirmos que a água perde a maior parte de seu 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 dos arredores: 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 derretendo 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. Lembre-se de que o efeito Mpemba não será visto em todas as condições experimentais; portanto, você pode precisar brincar com o tamanho da amostra de água e da água de resfriamento (ou tente fazer sorvete no seu freezer, se você aceitar isso como uma demonstração do efeito).

• Burridge, Henry C.; Linden, Paul F. (2016). "Questionando o efeito Mpemba: A água quente não esfria mais rapidamente que o frio". Relatórios Científicos. 6: 37665. doi:10.1038 / srep37665
• Tao, Yunwen; Zou, Wenli; Jia, Junteng; Li Wei; Cremer, Dieter (2017). "Diferentes formas de ligação de hidrogênio na água - por que a água quente congela mais rapidamente que a água fria?". Revista de Teoria Química e Computação. 13 (1): 55–76. doi:10.1021 / acs.jctc.6b00735