En qué agua se congela más rápido, caliente o fría, influyen muchos factores, pero la pregunta en sí parece un poco extraña. Está implícito, y se sabe por la física, que el agua caliente aún necesita tiempo para enfriarse a la temperatura del agua fría comparable para convertirse en hielo. Con agua fría, esta etapa se puede s altar y, en consecuencia, gana en tiempo.
Pero la respuesta a la pregunta de qué agua se congela más rápido, fría o caliente, en la calle con escarcha, cualquier habitante de las latitudes del norte sabe. De hecho, científicamente, resulta que, en cualquier caso, el agua fría simplemente tiene que congelarse más rápido.
También lo hizo el profesor de física, a quien el colegial Erasto Mpemba se acercó en 1963 para pedirle que explicara por qué la mezcla fría del futuro helado se congela más tiempo que el mismo, pero caliente.
Esto no es física mundial, sino algún tipo de física Mpemba
En ese momento, el profesor solo se rió de esto, pero Deniss Osborn, profesor de física, quien en un momento fue a la misma escuela donde estudiaba Erasto, confirmó experimentalmente la existencia de tal efecto, aunque había No hay explicación para esto entonces. En 1969, una revista científica popular publicó un artículo conjunto de los dos hombres que describían este efecto peculiar.
Desde entonces, por cierto, la cuestión de qué agua se congela más rápido, caliente o fría, tiene su propio nombre: el efecto, o paradoja, Mpemba.
La pregunta surgió hace mucho tiempo
Naturalmente, tal fenómeno ha ocurrido antes, y fue mencionado en los trabajos de otros científicos. No solo un escolar estaba interesado en esta pregunta, sino que Francis Bacon, René Descartes e incluso Aristóteles pensaron en ella alguna vez.
Eso es solo que los enfoques para resolver esta paradoja comenzaron a verse solo a fines del siglo XX.
Condiciones para que ocurra una paradoja
Al igual que con el helado, no es solo el agua corriente la que se congela durante el experimento. Ciertas condiciones deben estar presentes para comenzar a discutir qué agua se congela más rápido: fría o caliente. ¿Qué influye en este proceso?
Ahora, en pleno siglo XXI, se han planteado varias opciones que pueden explicaresta paradoja Qué agua se congela más rápido, caliente o fría, puede depender del hecho de que el agua caliente tiene una tasa de evaporación más alta que el agua fría. Por lo tanto, su volumen disminuye, y con una disminución en el volumen, el tiempo de congelación se vuelve más corto que si toma un volumen inicial similar de agua fría.
El congelador lleva mucho tiempo descongelado
Qué agua se congela más rápido, y por qué lo hace, puede verse afectada por la capa de nieve que podría haber en el congelador del refrigerador utilizado para el experimento. Si coge dos recipientes de idéntico volumen, pero uno de ellos tendrá agua caliente y el otro agua fría, el recipiente con agua caliente derretirá la nieve que tiene debajo, mejorando así el contacto del nivel térmico con la pared del frigorífico. Un recipiente de agua fría no puede hacer eso. Si no hay tal revestimiento con nieve en el compartimiento del refrigerador, el agua fría debería congelarse más rápido.
Arriba - abajo
Además, el fenómeno por el cual el agua se congela más rápido, caliente o fría, se explica a continuación. Siguiendo ciertas leyes, el agua fría comienza a congelarse desde las capas superiores, mientras que el agua caliente lo hace al revés: comienza a congelarse de abajo hacia arriba. Resulta que el agua fría, al tener una capa fría encima con hielo ya formado en algunos lugares, perjudica los procesos de convección y radiación térmica, lo que explica qué agua se congela más rápido: fría o caliente. Fotos de aficionadosSe adjuntan experimentos, y esto es claramente visible aquí.
El calor sale, tiende hacia arriba, y allí se encuentra con una capa muy fría. No hay camino libre para la radiación de calor, por lo que el proceso de enfriamiento se vuelve difícil. El agua caliente no tiene absolutamente ninguna barrera de este tipo en su camino. Cuál se congela más rápido, fría o caliente, de lo que depende el resultado probable, puede ampliar la respuesta diciendo que cualquier agua tiene ciertas sustancias disueltas.
Impurezas en la composición del agua como factor que afecta el resultado
Si no haces trampa y usas agua con la misma composición, donde las concentraciones de ciertas sustancias son idénticas, entonces el agua fría debería congelarse más rápido. Pero si ocurre una situación en la que los elementos químicos disueltos están presentes solo en el agua caliente, mientras que el agua fría no los posee, entonces el agua caliente tiene la oportunidad de congelarse antes. Esto se explica por el hecho de que las sustancias disueltas en el agua crean centros de cristalización, y con un pequeño número de estos centros, la transformación del agua en un estado sólido es difícil. Incluso el superenfriamiento del agua es posible, en el sentido de que a temperaturas bajo cero estará en estado líquido.
Pero todas estas versiones, aparentemente, no se adaptaron completamente a los científicos y continuaron trabajando en este tema. En 2013, un equipo de investigadores de Singapur dijo que había resuelto el antiguo misterio.
Un grupo de científicos chinos afirma que el secreto de este efecto radica en la cantidad de energía almacenada entre las moléculas de agua en sus enlaces, llamados enlaces de hidrógeno.
Pista de científicos chinos
A continuación se incluye la siguiente información, para cuya comprensión es necesario tener algunos conocimientos de química para determinar qué agua se congela más rápido: caliente o fría. Como sabe, una molécula de agua consta de dos átomos de H (hidrógeno) y un átomo de O (oxígeno) unidos por enlaces covalentes.
Pero los átomos de hidrógeno de una molécula también son atraídos por las moléculas vecinas, por su componente de oxígeno. Son estos enlaces los que se llaman enlaces de hidrógeno.
Vale la pena recordar que, al mismo tiempo, las moléculas de agua actúan repulsivamente entre sí. Los científicos notaron que cuando el agua se calienta, la distancia entre sus moléculas aumenta, y esto se ve facilitado por las fuerzas de repulsión. Resulta que se puede decir que los enlaces de hidrógeno, que ocupan una distancia entre las moléculas en un estado frío, están estirados y tienen un mayor suministro de energía. Es esta reserva de energía la que se libera cuando las moléculas de agua comienzan a acercarse, es decir, se produce el enfriamiento. Resulta que un mayor suministro de energía en el agua caliente, y su mayor liberación cuando se enfría a temperaturas bajo cero, ocurre más rápido que en el agua fría, que tiene tal suministro.menos energia. Entonces, ¿qué agua se congela más rápido, fría o caliente? La paradoja de Mpemba debería ocurrir afuera y en el laboratorio, y el agua caliente debería convertirse en hielo más rápido.
Pero sigue abierto
Solo hay una confirmación teórica de esta pista: todo esto está escrito en bellas fórmulas y parece plausible. Pero cuando los datos experimentales, qué agua se congela más rápido, caliente o fría, se pongan en un sentido práctico y se presenten sus resultados, entonces será posible considerar cerrada la cuestión de la paradoja de Mpemba.
