Miért fagy a forró víz gyorsabban, mint a hideg víz A fizika egyik legrégebbi rejtélye a
A vízmolekulákat alkotó atomokat alkotó kötések szokatlan tulajdonságairól van szó.
A vízmolekulát nagy oxigénatom alkotja, amely két hidrogénatomhoz kovalens kötésekkel kötődik (olyan kötések, amelyek két elektronpár két atom által történő egyesítését foglalják magukban).
De amikor az egyik molekulában lévő hidrogénatom közel kerül egy másik molekula oxigénatomjához, akkor úgynevezett hidrogénkötésen keresztül is kötődik hozzá.
Ezek a hidrogénkötések szokatlan módon viselkednek, és felkeltették a kutatók figyelmét.
Bár a hidrogénkötések általában gyengébbek, mint a kovalens kötések, mégis erősebbek, mint a van der Waals-erők, ami a molekulák közötti összes vonzó erő összege, kivéve a kovalens kötéseket.
A kémikusok már régóta gyanítják, hogy a vízmolekulákat összekötő hidrogénkötések adják a víznek bizonyos furcsa tulajdonságait, és forráspontja sokkal magasabbá válik, mint más, hasonló molekulákból álló folyadékoké.
Szingapúri kutatók úgy vélik, hogy ezek a hidrogénkötések megmagyarázzák az Mpemba hatását is, mivel szoros kapcsolatba hozzák a vízmolekulákat egymással, ami szintén taszító erőt okoz a molekulák között; ennek eredményeként a kovalens kötések "megnyúlnak" és felhalmozzák az energiát.
Amint a folyadék felmelegszik, a vízmolekulák eltávolodnak egymástól, "meghúzva" a hidrogénkötéseket. Amikor a molekulák ismét összezsugorodnak és energiát szabadítanak fel, ennek a folyamatnak a hatása lehűl, ami a tudósok szerint azt jelenti, hogy a forró víz gyorsabban hűl, mint a hideg víz, és megmagyarázza az Mpemba hatását.
A kutatók kiszámolták a molekuláris aktivitás által okozott további lehűlés nagyságát, és megmutatták, hogy ez igazolja a kísérletek során a forró és a hideg víz fagyása közötti különbségeket.
Más fizikusok azonban azzal érvelnek, hogy a szingapúri szakemberek által adott elméleti magyarázatból hiányzik valami más: nem tudja megjósolni a víz új tulajdonságait, amelyek például a kovalens kötések lerövidüléséből származnak, ezért a megoldás teljesítéséig még egy lépést kell megtenni. egy találós kérdés.