Internetgebruikers van Chicago tot Siberië plaatsen foto's en video's van opspattend water dat in ijs verandert voordat het de grond bereikt. Ze noemen het de #ubak-uitdaging. Voor het experiment wordt kokend water gebruikt, geen koud water. Wil je weten waarom?
De Mpemba-paradox
In de jaren 60 van de vorige eeuw merkte een student uit Tanganyika, Erasto Mpemba, op dat verwarmde zoete vloeistof veel sneller in ijs verandert dan koude. Deze observaties brachten hem op het idee dat warm water hetzelfde zal zijn, wat in strijd is met de logica. De "weg naar bevriezing" voor kokend water zou immers langer moeten zijn dan voor gekoelde vloeistof.
Met deze vraag wendde de jongen zich tot professor Dennis Osborne, die ooit de school bezocht. Erasto bracht hem in verwarring. Op aanwijzing van de natuurkundige werden experimenten uitgevoerd aan de Universiteit van Dar es Salaam, waaruit bleek dat de jonge onderzoeker de waarheid sprak. Heet water bevroor in sommige gevallen sneller dan koud water! Dit fenomeen heeft de naam gekregen van de Mpemba-paradox, waarvoor nog geen eenduidige verklaring is gevonden. Het is verrassend dat de paradox werd beschreven door Aristoteles - de inwoners van Pontus maakten ijs van heet water. En dat was meer dan 2000 jaar geleden.
Dit is hoe het Mpemba-effect eruitziet in Chicago. Daar heet de challenge de Boiling Water Challenge.
In 2012 kondigde de Royal Society of Chemistry of Great Britain een internationale wedstrijd aan voor de beste onderbouwing van het Mpemba-effect. En dat is er van gekomen.
Promotie video:
Wat verklaart de paradox?
Er werden 22.000 wetenschappelijke artikelen naar de internationale wedstrijd gestuurd, maar geen ervan werd als de enige juiste erkend. Volgens één versie bevriest warm water in de open lucht sneller door verdamping. Tijdens verdamping neemt het volume af en stolt het kleinere volume veel sneller.
Aan de andere kant ligt de oplossing in het gehalte aan opgeloste gassen. Bij verhitting verdampen ze en interfereren ze niet langer met de extreme afkoeling van het kokende water. Een soortgelijk effect wordt waargenomen met verschillende gehaltes aan opgeloste stoffen, als water uit verschillende bronnen wordt gehaald. Meer onzuiverheden maken het invriezen moeilijk. Maar onder de experimentele omstandigheden moeten de watermonsters identiek zijn qua samenstelling.
En dit is hoe de inwoners van Novosibirsk zich vermaken. Door van deze gelegenheid gebruik te maken, zeg ik hallo tegen mijn vriend, die daarheen is verhuisd, maar niet van de Siberische vorst hield)))
De Mpemba-paradox kan ook ontstaan door de snelheid waarmee energie vrijkomt uit waterstofbruggen tussen watermoleculen. Bij verhitting neemt de interne energie van een stof toe en worden de waterstofbruggen verlengd. Bij afkoeling komen de watermoleculen weer dichter bij elkaar, waardoor de opgeslagen energie vrijkomt. Er is beslist meer kokend water in gestrekte waterstofbruggen dan in gekoeld water.
Ondanks het feit dat alle hypothesen redelijk lijken, blijft de wetenschappelijke controverse over de Mpemba-paradox bestaan. Er is al opgemerkt dat het ook het tegenovergestelde effect heeft, dat wordt waargenomen bij het verwarmen van koud water. Het onderzoek gaat door en misschien zal er binnenkort één minder natuurlijk mysterie in de wereld zijn. Maar hoeveel ongelooflijke foto's heeft ze ons gegeven!
