Niçin Sıcak Su Soğuk Sudan Önce Donar?

Azıcık ilginç gelebilir ancak sıcak su, soğuk suya tarafından daha tez donma eğilimi gösterir Peki bunun sebebi nedir? Bu soru yıllardır çözülemeyen bir kimya problemi Sadece kimya çevreleri değil bununla beraber Aristo, Descartes gibi filozoflar da bu problemle ilgilenmiş ve bir sonuca varamamışlardır Bu duruma kimyada Mpemba etkisi denildi Adını Tanzanya ’ da yaşamış Erasto Mpemba ’ dan alıyor Bu sorunu Mpemba yıllar sonradan 1963 ’te lise yıllarında eriyen dondurmanın donması sırasında farketti 1969? da ise Dr Dennis Osborne ile bu durumu yayınladı Bu ilginç kimya problemi, Mpemba ’ nın bu soruyu hocası Osborne ’ ye yöneltmesiyle üne kavuştu Hala bu problem üzerindeki kesin olmama giderilebilmiş yok Öyleki İngiltere ’ deki Kraliyet Kimya Birliği bu probleme üretilen cevaplardan becerikli ve en önemlisi tatmin edici olanını bulana bin sterlin ödül veriyor wwwhermes2019orgice web adresi üzerinden cevapları bekliyor Kimya çevreleri artık bu sorunun üzerine önemli olarak gidiyor ve yeterli bir sonuçlanmak istiyor Emrindeki tatmin edici sonuç bulunduğunda kesin olarak kabul görmeyebilir ve bu cevaplar bilimsel olarak deneylerle kanıtlanmak istenebilir Peki bugüne değin bu soruna verilmiş cevaplar yok muydu? Natürel oysa vardı ama kesinliğe ulaştırılabilmiş değildi Birazcık da bugüne değin ortaya atılmış çözümlere bakalım Ama belirtmek gerekir oysa burada bahsedilen arasında uçurum seviyesinde ısı farkı olan sular karşılaştırılmıyor Yani 001 C ve 99 C derecelerindeki sular yok de birbirine yakın sıcaklıktaki sular karşılaştırılıyor
Muhtemel nedenlerden biri şudur: Daha ılık olan su, soğuk suya tarafından yüzeyden daha çok ısı kaybeder Isı kaybı nedeniyle meydana gelen buharlaşma lineer olmadığından nedeniyle kesin bir süre daha sonra yüzeyden kayıp olan su miktarı ile soğuması için daha az su molekülü kalır Böylece daha eksik su molekülü kalmasından nedeniyle daha çabuk soğuma gerçekleşir 2 olası neden; ılık suyun yüzeyi ile tabanı aralarında bir sıcaklık gradienti ( meyil, yükseklik, başkalaşım ölçüsü ) vardır Bu gradient çok artı olduğundan nedeniyle konveksiyon yolu ile ısı kaybetme daha artı olur Bu yüzden soğuma daha çabuk olur 3 olasılık ise şudur: sıcak suda soğuk suya nispeten daha az çözünmüş gaz vardır Çözünmüş gazların suyun ısı kaybetmesine engel teşkil edeceği göz önünde bulundurulursa, ılık su daha ivedi ısı kaybedecektir Son muhtemel niçin suyun bulunduğu ortamla alakalıdır Eğer su çelik kapta tutulursa ( kondüksiyon ile ısı transfer katsayısı ilişkisi olduğu için ) soğuk su daha çabuk donar Fakat kapağı açık plastik bir kapta tutulursa, ılık su daha tez donar Yani kısacası bugüne kadar verilen cevaplar birden çok değişken, koşul, olaya bağlıdır Bunlar; uçup gitme, konveksiyon, don tutmanın sağladığı termal izolasyon, çözülmüş gaz etkisi, süper soğuma etkisi, sudaki kalsiyum karbonat ve magnezyum karbonat gibi çözünmüş maddelerin donmaya etkisi vb ’ dir Ama bu cevaplar tam olarak bilim dünyasını hoşnutluk edememiş, deneylerde bütünüyle çözüm bulunamamış olduğundan hala bu sorunsal üzerinde durulmakta ve çözüm önerilerine ödüller verilmekte