Proč horká voda mrzne rychleji než studená? Vědci odhalují další tajemství přírody

Jeden z největších "nesmyslů" fyzikálního světa, tzv. Mpembův jev, fascinuje vědce a myslitele už od starověku.

Jde přitom o zdánlivě banální hříčku přírody - voda se chová jinak než většina jiných kapalin a v led se mění rychleji, pokud je horká, než když má pokojovou teplotu.

K tomuto jednoduchému přírodnímu principu ale stále žádný badatel nenabídl definitivní rozřešení. S dalším pokusem o jeho vyjasnění nyní přišli dva singapurští fyzikové, píše deník The Daily Telegraph.

Tým z technické univerzity Nanyang, ve složení dr. Sun Čchang-čching a dr. Si Čang, došel k závěru, že paradox se dá vysvětlit díky lepšímu pochopení toho, jak na sebe vzájemně působí molekuly vody.

Tyto molekuly pojí takzvaná vodíková vazba, která způsobuje například známé povrchové napětí vodní hladiny, a také to, že voda má mnohem vyšší bod varu než příbuzné kapaliny.

Podle singapurských fyziků za vším stojí právě vodíkové vazby, které ovlivňují rychlost, jakou voda ztrácí teplotu. Důležitou roli přitom hraje fakt, jaký byl původní stav kapaliny.

Energii (a tedy také teplotu) ztrácí voda tím rychleji, čím větší energii (teplotu) předtím přijala. Vědci si pomohli metaforou pružiny - podle nich horká voda uvolňuje energii právě tak rychle jako ona, což znamená, že nakonec zmrzne rychleji než studená voda, kde se proces mrznutí nastartuje pomaleji.

Mpembův jev má také řadu praktických dopadů. Jedním z nejčastějších je fakt, že potrubí s teplou vodou je náchylnější k zamrznutí než to se studenou.

Mpembův efekt také inspiroval vědecké nadšence k vytváření nejrůznějších zábavných videí. Na internetu se tak můžete setkat s návody, jak vytvořit "instantní sníh".

Mpemba Effect ( Instant Snow )

Africký student, který obohatil moderní fyziku

Mpembův jev byl v 60. letech pojmenován podle tanzanského studenta Erasta B. Mpemby, který na něj moderní fyziku znovu upozornil. Záhadou se přitom zabývala i taková jména jako Aristoteles, René Descartes nebo Francis Bacon.

Za poslední desetiletí se vyrojila řada teorií, které by zdánlivou nelogičnost jevu vysvětlovaly, ale žádná nebyla zcela uspokojivá. Dříve vědci například argumentovali, že horká voda se více odpařuje, což v důsledku znamená, že zamrzá menší množství vody.

Jiná teorie tvrdila, že plyny přítomné ve vodě se vysokou teplotou vypaří a učiní tak kapalinu více viskózní.

Minulý rok dokonce britská Královská společnost pro chemii nabídla 1000 liber tomu, kde objasní záhadu Mpembova jevu. V reakci na to obdržela více než 22 000 tisíc odpovědí, a to i dokonce dlouho po datu uzávěrky soutěže.