A hideg vagy a meleg víz fagy meg előbb? Sokan azonnal rávágják a rossz választ

A víz fagyásának sebessége sok tényezőtől függ, például a víz kezdeti hőmérsékletétől, a környezet hőmérsékletétől és attól az edénytől is, amiben a folyadék van, illetve a víz tisztasága is sokat nyom a latban.

A hideg vagy a meleg víz fagy meg hamarabb? Ez egy klasszikus kérdés, amelyet az úgynevezett Mpemba-hatás tesz izgalmassá. A jelenség lényege, hogy bizonyos körülmények között a meleg víz gyorsabban fagyhat meg, mint a hideg.

Miért fagyhat meg a meleg víz gyorsabban?

A meleg víz párolog, emiatt folyamatosan csökken a víz mennyisége (tömege), így kevesebb víznek kell megfagynia. A párolgás közben oldott gáz is távozik, ami megváltoztathatja a víz tulajdonságait. Emellett a folyadék keveredése is eltérő hőmérsékleteloszlást eredményez, ami szintén befolyásolhatja a hűlés sebességét. 

Általánosságban elmondható, hogy az Mpemba-hatás miatt, ha többféle hőmérsékletű vizet fém edényekben ugyanolyan körülmények közé helyezünk, nem feltétlenül az a víz fagy meg előbb, amelyik a leghidegebb.

Erasto B. Mpemba egy tanzániai diák volt, aki osztálytársaival együtt 1963-ban fagylaltot készített egy iskolai tanóra keretében. Az alapanyagok keverése közben azonban elkalandozott a figyelme, lemaradt a folyamatban, aminek az lett a az eredménye, hogy melegen tette be a masszát a fagyasztóba, míg a többieké már hideg volt addigra. Hamarosan kiderült, hogy Mpemba fagyija hamarabb megdermedt, mint a többi gyereké Először a tanárok sem hittek a szemüknek.

Bizonyos körülmények között a 60-80 Celsius-fokos víz a fenti okok miatt gyorsabban megfagyhat, mint a langyos vagy hideg víz. A legtöbb gyakorlati kísérletben azonban a langyos, 20-40 Celsius-fokos víz hűl le és fagy meg a leggyorsabban. A hideg, 10 Celsius-fok alatti hőmérsékletű víznek kevesebb hőt kell leadnia, de a folyamat sebessége is mérsékeltebb.

A konkrét válasz tehát az, hogy általában a langyos (20-40 Celsius-fok közötti) víz fagy meg a leggyorsabban, de az Mpemba-hatás miatt előfordulhat, hogy a forró víz (60-80°C) gyorsabban fagy meg, speciális körülmények között.

A víz a legkülönlegesebb anyag a Földön

A víz a földi élet alapja, és számos olyan tulajdonsággal rendelkezik, amely különlegessé teszi. Az egyik legérdekesebb jellemzője az, hogy szilárd formája, a jég, könnyebb a folyékony víznél. Ez azért van, mert a vízmolekulák hidrogénkötései a jégben rendezettebb szerkezetet hoznak létre, ami miatt a jég úszik a vízen. Ez a tulajdonság kulcsszerepet játszik az élet fennmaradásában, hiszen a jégréteg szigetelőként védi az alatta lévő vizet a teljes befagyástól.

A víz emellett kivételes hőkapacitással rendelkezik, vagyis képes nagy mennyiségű hőt elnyelni és tárolni anélkül, hogy hőmérséklete drasztikusan megváltozna. Ez stabilizálja a Föld éghajlatát és kedvez az élőlények számára.

További különlegessége, hogy univerzális oldószer: képes számos anyagot feloldani, ami elengedhetetlen a biokémiai folyamatokhoz. A víz tehát nemcsak az élet hordozója, hanem az egyik legkülönlegesebb anyag a természetben.