Του Δρα. Θεμιστοκλή Χρόνη
(εν μέρει εμπνευσμένο από διάφορες διαδικτυακές αναζητήσεις...)
Για να σκεφτούμε κάτι παγωμένο αυτές τις ζεστές ημέρες...
Το αίνιγμα “τι παγώνει πρώτο” έχει συζητηθεί τουλάχιστον από τον 17ο αιώνα, όταν ο Sir Francis Bacon έγραψε γι 'αυτό. Ακόμα και σήμερα, οι Καναδοί υποστηρίζουν ότι ένας κάδος του ζεστού νερού μείνει έξω στο κρύο, θα παγώσει γρηγορότερα από ένα κάδο με κρύο νερό. Οι επιστήμονες, ωστόσο, είναι ακόμη σε θέση να εξηγήσει γιατί οι Καναδοί αφήνουν τους κάδους έξω από το νερό στο κρύο.
Αλλά είτε το πιστεύετε είτε όχι, ζεστό νερό μπορεί να παγώσει γρηγορότερα από το κρύο νερό. Μερικές φορές. Εξαρτάται από πολλά πράγματα.
Διαισθητικά, φαίνεται αδύνατο, διότι το ζεστό νερό έχει απλά να πάει περαιτέρω στην κατηφόρα προς τους μηδέν βαθμούς Κελσίου, δεδομένου ότι όλα τα υπόλοιπα είναι “κάτω πο τις ίδιες συνθήκες”. Όμως, σύμφωνα με το Νόμο Wolke, ποτέ τα πράγματα δεν είναι κάτω από τις ίδιες συνθήκες. Αντίθετα, αποδεικνύεται ότι ζεστού και κρύου νερού οι συνθήκες είναι διαφορετικές κατά πολλούς τρόπους από μόνο οι θερμοκρασίες τους.
Μία εξήγηση θα ήταν πως κρύο νερό κρατώντας περισσότερο διαλυμένο αέρα, και ότι όλες οι ουσίες που διαλύονται τείνουν να μειώσουν την θερμοκρασία του. Αυτό πειραματικά ισχύει αλλά η μείωση είναι της τάξης του χιλιοστού του βαθμού Κελσίου... Μια άλλη ουσιαστική διαφορά μεταξύ ζεστού και κρύου νερού είναι ότι ο θερμότερος ακτινοβολεί τη θερμότητα πολύ πιο γρήγορα άρα ψύχεται με γρηγορότερο ρυθμό? Αλλά αυτό δεν σημαίνει το ζεστό νερό θα φθάσει τη γραμμή τερματισμού πρώτο. Μια ίσως πιο σημαντική διαφορά μεταξύ ζεστού και κρύου νερού είναι ότι ζεστό νερό εξατμίζεται πιο γρήγορα από ό, τι κρύο νερό. Αν αρχίσουμε με τα ίδια δοχεία τα ίδια ποσά, ζεστού και κρύου νερού, θα υπάρχει λιγότερο νερό που παραμένει στο δοχείο και λιγότερο νερό, φυσικά, μπορεί να παγώσει σε λιγότερο χρόνο.
Αλλά μπορεί να κάνει πραγματικά μια σημαντική διαφορά; Λοιπόν, το νερό είναι ένα πολύ ασυνήθιστο ουσία με πολλούς τρόπους. Ένας από αυτούς είναι οτι μπορεί μπορεί να αποθηκεύσει ένα πολύ μεγάλο ποσό θερμότητας χωρίς η θερμοκρασία του να μεταβληθεί πολύ (να θυμάστε άλλο θερμοκρασία και άλλο θερμότητα). Στην επιστήμη της θερμοδυναμικής αυτό ονομάζεται θερμοχωρητικότητα. Η θερμοχωρητικότητα εξαρτάται από την μάζα οπότε αν η μάζα μειωθεί, είναι λογικό να χρειάζεται λιγότερη ενέργεια να ψυχθεί, κάτι που σημαίνει, ότι “κάτω από τις ίδιες συνθήκες”, ψύχεται γρηγορότερα. Αν θέλετε να κάνετε το πείραμα στο σπίτι σας, μπορείτε, αλλά...Πότε θα είστε βέβαιοι ότι το νερό “πάγωσε”...Αυτό θέλει μικροσκόπιο, γιατί η παγοποίηση ξεκινά προς τα έξω. Εν πάση περιπτώσει, το παραπάνω πείραμα ονομάζεται φαινόμενο Mpemba, δασκάλου Γυμνασίου από την Τανζανία. Το ίδιο φαινόμενο βέβαια έχει περιγραφεί και από το Αριστοτέλη στην σειρά των βιβλίων “Μετεωρολογικά”.
Πειράματα που μπορείτε να κάνετε στο σπίτι με πολύ πιο ευδιάκριτα αποτελέσματα είναι να δοκιμάσετε πιο νερό παγώνει πιο γρήγορα: απο την βρύση ή από φίλτρο. Μπορείτε να σκεφτείτε την διαφορά...?