Efecto Mpemba

Al ver éste vídeo de Microsiervos he recordado algo que leí hace mucho tiempo, el efecto Mpemba.



Esto se da en un líquido a gran temperatura, casi convertido en vapor de agua, que al ser lanzado... ve como sus partículas, ya "muy separadas", se enfrían mas rápidamente que si estuviesen "muy juntas"... pero... y si os digo que existe un fenómeno similar pero con el líquido dentro de un recipiente... algo que se resumiría como:

"Un vaso de agua hirviendo se congela antes que un vaso frio"

Según cuentan, es un fenómeno ya descrito por Descartes y Aristoteles, pero fue Erasto Mpenba, un estudiante de Tanzania quien lo redescubrió en unas clases de cocina, mientras preparaba un helado...

"Erasto B. Mpemba fue quien lo observó por primera vez en el aula de Eugene Marschall en la Escuela Secundaria Mkwawa, en Iringa, Tanzania, en 1963, después de notar que la mezcla caliente para los helados se congelaba antes, durante las clases de cocina. Más tarde comenzó a realizar experimentos para comprobarlo junto al Dr. Denis G. Sobornen 1969"
Wikipedia


La experiencia práctica mas sencilla para comprobarlo es meter dos vasos de agua en el congelador, uno con agua hirviendo y otro con agua fría, en teoría el vaso de agua caliente debería congelarse antes que el vaso frio.

Por intuición, al meter dos vasos, uno a 80*C y otro a 20*C, cabría esperar que si el de 20 *C tarda 10 minutos en congelarse, el de 80*C debería tardar esos 10 minutos... más todos aquellos que tarde en llegar a los 20*C... por lo que deberíamos esperar mucho mas para poder ver congelado el vaso caliente.
Pero la práctica (y Mpemba) nos dice(n) lo contrario... y no es un fenómeno fácil de determinar, se cree que se puede deber a varios factores, como son:

-Evaporación: Al calentarse el agua pierde volumen por evaporación, aunque según las fuentes se ha probado en medios cerrados, algo que anularía este factor.
-Gases disueltos: El agua caliente posee una menor proporción de gases disueltos (de ahí las burbujas al hervir), lo cual favorece la congelación por facilitar la convección.
-Convección: Por movimientos de convección la parte baja del fluido será mas fría, la caliente en la parte superior, esto favorece que cuando el vaso caliente, al enfriarse, alcance al vaso frio en temperatura, su velocidad de enfriamiento será mayor.

-Supercooling: Es un fenómeno por el cual el agua fría puede requerir menores temperaturas (por debajo de los 0*C) para congerlarse que el agua caliente.


Venga, ¡a probarlo todos!
Pero ojo, si queréis probar, el efecto será mas evidente cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre ambos vasos... o eso dice la teoría...

Tay.

Fuentes:
Microsiervos
Papelera21
American journal of physics
Gráfica de aquí

7 comentarios:

Siesp... dijo...

Tay, necesito una respuesta para algo que ha quedado sin aclarar entre mis escasos conocimientos: Yo sé que el agua, al congelarse, en vez de contraerse se dilata, al contrario que cualquier sólido y no sé si sucede con otros líquidos. Imagino la causa pero no tengo ganas de devanarme los sesos buscando por ahí la información al respecto, máxime teniéndote ahí, jejeje. Échame una mano, anda. Thanks.

Tay dijo...

Jejej ya estas quitándote conocimientos, como Hugo :)

El agua tiene algunas propiedades "especiales", entre ellas esta esa.

Sabes que al calentarse una estructura las moléculas vibran y tal, chocan entre sí y todas esas cosas... eso es culpable de que los sólidos suelan tener mayor volumen al fundirse... pues sus estructuras cristalinas suelen ser compactas y al moverse las moléculas, y chocar, se separan.

Pero el agua es especial, cuando se congela, su estructura cristalina (evidentemente muy ordenada) mantiene especialmente separadas las moléculas, de forma que al derretirse (fundirse) los movimientos de sus moléculas por encontrarse en disposición libre y a mayor temperatura, en lugar de separarse las moléculas por chocar entre sí, lo que hacen es ocupar los enormes huecos que quedaban en su estructura cristalina tan "separada".

Espero haberme explicado medianamente :)

Hugo C. dijo...

Yo no me quito conocimientos: nunca los tuve jaja. Si uno quiere saber cuánto sabe, si mucho o poco, tiene que compararse continuamente con otros, y yo prefiero compararme con los que más saben. Nunca me gustó tener la autoestima alta :D

Buen post, y el del Tamandua Do también jaja. Haciendo zapping acabo de volver a ver a "los osos que saludan" en El Hormiguero :D

Saludos a los dos.

Siesp... dijo...

Gracias Tay. Lo intuía, pero me lo has aclarado. De verdad. Jejeje.
Yo "nikito nipongo" conocimientos. Digamos que sé lo justo para poder aprender de todos, que ya es un logro. En todo caso, donde puedo defenderme mejor, jeje, es en la divulgación de lo poco que sé, jajaja (ya he vuelto a quitarme, jajaja).
Repito, gracias, y simple, clara y contundente explicación a mi pregunta. Un Zulú muy grande.

Anónimo dijo...

Your blog keeps getting better and better! Your older articles are not as good as newer ones you have a lot more creativity and originality now keep it up!

Gissele Mosto dijo...

¡Si, que funciona! Ayer lo descubrimos en plena dinámica del taller creativo y nos llevamos la gran sorpresa... buscando información adicional di con tu página. Gracias por explicarlo tan bien, Tay. La ciencia definitivamente está casada con la creatividad 😄

Tay dijo...

¡Sin duda lo está!
Me alegro de que te haya servido la entrada Gissele : )