Effetto Mpemba: si congela prima l’acqua calda o quella fredda? Il mistero s’infittisce

Secondo voi, ci mette meno a congelarsi l'acqua calda o quella fredda? La risposta potrebbe sembrare scontata, quindi che sia quella fredda a fare prima, eppure la scienza ci dimostra il contrario. Vediamo di capire insieme a Derek Muller il perché di questa reazione inaspettata e cosa sia l'effetto Mpemba.

Immaginandoci di voler congelare un bicchiere di acqua calda e uno di acqua fredda, ci viene da pensare che quest'ultimo sia il primo a diventare ghiaccio: per noi infatti sembra logico pensare che mentre quello caldo sta scendendo di temperatura, quello freddo sta già raggiungendo temperature ancor più basse. Un po' come se li considerassimo come due corridori che partono da punti diversi per raggiungere la stessa meta: quello più lontano dovrebbe arrivare dopo. Dovrebbe appunto. Perché gli basterebbe essere più prestante fisicamente per raggiungere il compagno avvantaggiato. Cosa succede dunque con l'acqua?

A mostrare praticamente per la prima volta questo strano primato dell'acqua calda è stato uno studente della Tanzania, Erasto Mpemba che mise nel freezer un composto di crema e zucchero ancora caldo che si congelò prima rispetto a quello dei compagni che invece aspettarono che il loro liquido si raffreddasse prima di metterlo a congelare. Sorpreso della reazione, Mpemba indagò sull'evento che fu appunto ribattezzato “Effetto Mpembe”.

Ma perché ciò avviene?

Se volete una sola risposta allora dovete accontentarvi di un: la scienza non l'ha ancora capito. Se invece vi vanno bene anche le ipotesi, ecco quelle più accreditate:

• Brinamento: la brina è un isolante questo significa che l'acqua con un po' di brina mantiene il calore meglio dell'acqua calda che invece è senza brina perché con il calore la scioglie.
• Gas dissolti: ci sono più gas dissolti nell'acqua fredda che in quella calda e i ricercatori pensano che questo possa influenzare la velocità di raffreddamento. Come? Questo ancora non lo sanno.
• Sopraffusione: l'acqua congela a zero gradi Celsius, ma a volte scende sottozero senza congelarsi, questo è il fenomeno della sopraffusione e si verifica perché il ghiaccio ha bisogno di un sito di nucleazione (bolla d'aria o impurità) per formarsi. Forse l'acqua calda subisce meno gli effetti della sopraffusione rispetto a quella fredda.
• Evaporazione: il bicchiere di acqua calda perde più molecole di acqua attraverso l'evaporazione, quindi alla fine dei conti c'è meno acqua da congelare.
• Convezione: l'acqua calda potrebbe raffreddarsi velocemente a causa di un incremento delle correnti convettive che si verificano perché l'acqua si raffredda prima sulla superficie e lungo i lati del bicchiere portando l'acqua fredda a salire e quella calda a prendere il suo posto. Le correnti sono di più nei bicchieri caldi e potrebbero dunque influenzare il fenomeno.

[Foto copertina di Aman21]