Así que has probado este pequeño y divertido truco: colocar una bandeja para cubitos de hielo llena de agua caliente en el congelador para hacer hielo más rápido que con agua fría..
Curiosamente, todavía no existe una explicación bien establecida para este extraño fenómeno llamado “efecto Mpemba” (llamado así en honor a su descubridor tanzano en 1963). No obstante, los científicos han propuesto cinco hipótesis, que pueden ser complementarias y que desempeñan un papel variable según las condiciones.
El más simple consiste en la evaporación del agua caliente: este fenómeno conduciría principalmente a una reducción de la masa de agua, lo que favorecería su enfriamiento respecto al mismo volumen inicial de agua fría. A esto se suma la segunda hipótesis, el hecho de que la evaporación consume mucho calor, lo que acelera aún más el enfriamiento. Pero el fenómeno también podría deberse a la pérdida de gases disueltos (dióxido de carbono, nitrógeno, etc.), que se escapan cuando se calienta el agua; sin embargo, sin estos gases, el agua se congelaría más rápidamente.
¿El agua caliente es menos sensible al efecto de sobreenfriamiento? ¿Genera corrientes de convección más intensas?
Tercera proposición: el agua caliente se enfriaría más rápidamente porque se vería menos afectada por el efecto “sobreenfriamiento”, fenómeno que permite a un líquido mantener su viscosidad incluso cuando su temperatura desciende por debajo de su punto de solidificación. Esta condición suele ocurrir cuando el enfriamiento es lento y el agua tiene pocas impurezas. Sin embargo, el agua caliente sería menos propensa a sobreenfriarse que el agua fría, lo que significa que se congelaría a una temperatura más alta y, por lo tanto, más rápidamente.
La cuarta explicación se basa en la existencia de mayores corrientes de convección en el agua caliente: estas corrientes acelerarían las transferencias de calor entre el agua caliente y su entorno, lo que nuevamente promovería un enfriamiento más rápido.
Finalmente, la quinta hipótesis implica una modificación del entorno alrededor de la muestra provocada por el calor del agua. Par exemple, si le récipient repose sur de la glace pilée, l’eau chaude, contrairement à l’eau froide, peut faire fondre la glace, établissant ainsi une meilleure conduction de la chaleur durant l’expérience et favorisant le refroidissement de l’ Agua caliente.
Estas cinco tesis no han sido validadas rigurosamente porque las pruebas dependen de una gran cantidad de factores mal definidos. Por tanto, el efecto Mpemba sigue siendo difícil de reproducir y estudiar.
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Este artículo se publicó originalmente el 31 de enero de 2022.
