Podľa Mpembovho javu sa zdá, že teplá voda zamŕza rýchlejšie ako voda studená. Tento jav je pomenovaný po Tanzánskom študentovi, ktorý v roku 1963 zbadal, že teplejšia zmrzlina zamrzla rýchlejšie ako studenšia. Ako prvý tento jav pozoroval už Aristoteles v 4. storočí p. n. l., neskôr Francois Bacon a René Descartes. V roku 1969 Mpemba uverejnil aj dokumentáciu o tomto jave.

Teória Mpembovho efektu hovorí: rýchlejším vyparovaním horúcej vody vzniká menší zostatok vody na zamŕzanie. Tým sa vytvára povrchová vrstva ľadu, ktorá izoluje jednotlivé zložky vody ako napr. oxid uhličitý, ktorý je oddeľovaný pri ohrievaní a ovplyvňuje rýchlosť zamŕzania vody. Nanešťastie nie vždy sa tento jav potvrdil. Často sa stávalo, že studená voda zamrzla skôr ako voda horúca. Až doteraz nikto nikdy nezistil prečo horúca voda zamŕza skôr ako voda studená.

Nedávno tým vedcov z Nanyangského technickej Univerzity v Singapure pod vedením Xi Zhanga našiel chemické dôkazy, ktoré podtvrdzujú tento efekt.

Každá molekula vody sa skladá z dvoch atómov vodíka kovalentne naviazaného na jeden atóm kyslíka. Väzba medzi atómami umožňuje prechod elektrónov ako je známe. Oddelené molekuly vody sú taktiež na seba slabšie viazané, kvôli vodíkovým väzbám. To nastáva najmä vtedy, keď sa atóm vodíka z jednej molekuly vody nachádza v tesnej blízkosti atómu kyslíka z inej molekuly vody.

Vedci odhadujú, že práve toto stojí za tajomstvom Mpembovho javu. Prirodzený odpor molekúl spôsobuje kovalentnú väzbu medzi molekulami, keď sa nachádzajú v tesnej blízkosti. Ako sa ohrevom vody znižuje hustota slabn[ aj molekulárne väzby a molekuly sa pohybujú ďalej smerom od seba.

Napínanie vo vodíkových väzbách umožňuje uvoľnenie kovalentných väzieb, čo spôsobuje uvoľňovanie ich energie. Proces uvoľňovania energie v kovalentných väzbách je v podstate rovnaký ako proces chladnutia, preto teoreticky teplá voda chladne rýchlejšie ako studená voda.

Výpočty vedcov tvrdia, že časový rozsah uvoľňovania kovalentných väzieb počas experimentu bol iný pri zamŕzaní horúcej vody ako pri zamŕznaí vody studenej.

„Andrej Belák
SRC