¡Hola de nuevo a todos! Volvemos de las vacaciones con un tema que he tratado recientemente en clase. ¿Puede ser que la intuición nos juegue una mala pasada? Ya vimos anteriormente, en la entrada que hice sobre la física cuántica, que así es. Pues hoy vuelvo a poner a prueba vuestros cerebros y os digo lo siguiente: un líquido que está caliente se enfría antes que uno que está frió. Hoy vengo a hablar del efecto Mpemba

¿Qué es el efecto Mpemba?

Se denomina efecto Mpemba al proceso en el cual agua caliente puede congelarse más rápidamente que la fría. Se trata de un fenómeno dependiente de la temperatura y sobre el cual hay desacuerdo respecto tanto a los parámetros necesarios para que se produzca (o cuales son las condiciones necesarias, así como los parámetros a tener en cuenta) como a su base teórica.

Las condiciones idóneas

A pesar de que, a simple vista, este fenómeno parece atentar contra el sentido común, este efecto se produce solamente en determinadas circunstancias. Por ejemplo, si se mete en el congelador agua a 35 ºC y agua a 5 ºC, el agua a 35ºC se congela después que el agua a 5 ºC; ya que se necesitan diferencias de temperaturas y temperaturas altas para apreciar el efecto, como por ejemplo 35 °C y 80 °C o 70 °C y 90 °C, en cuyo caso el agua más caliente se congelará más rápido.

¿Por qué se da este efecto?

Aunque la base teórica siga siendo objeto de gran debate, lo cierto es que hay más de una explicación para este efecto, siendo lo más probable que la explicación final sea una combinación de todas ellas. Las explicaciones propuestas son las siguientes:

• Evaporación: La evaporación del agua caliente reduce la masa que debe ser congelada.                                                                                                                                                                                 
• Convección: Acelera la transferencia de calor.                                                                                                                                                                                                                                
• Escarcha: Sus efectos aislantes podrían favorecer la aparición del efecto. El agua con mayor temperatura, debido a la convección, tenderá a enfriarse desde los laterales y desde el fondo, mientras que el agua fría tenderá a hacerlo, desde arriba.                                                                                                                                                                                                                                  
• Solutos: Los efectos del carbonato cálcico entre otros                                                                                                                                                                                                                                  
  
• Conductividad termal: Los efectos en cuanto a la transferencia de calor relacionados con los recipientes en los que se encuentra el líquido tienen mucho que decir alrededor del efecto Mpemba                                                                                                                                                      
• Gases disueltos: El agua fría puede tener más gases disueltos que el agua caliente, lo cual podría cambiar las propiedades del agua con respecto a las corrientes de convección                                                                                                                                                                                      
  
• Puentes de hidrógeno: En agua caliente, la fuerza de los puentes de hidrógeno es más débil                                                                                                                                      
• Cristalización: Otra explicación sugiere que la población relativamente mayor de hexámeros de agua en el agua caliente podría ser responsable de una cristalización más rápida.            

Últimas noticias

Un artículo publicado en la revista Nature en 2016 que no había evidencias para apoyar observaciones significativas alrededor del efecto Mpemba. Sin embargo, en 2017, dos grupos de investigación encontraron evidencia teórica del efecto Mpemba de manera independiente y simultánea, así como la predicción de un nuevo efecto Mpemba "inverso"

Conclusiones

La cantidad de factores y parámetros que hay que tener en cuenta a la hora de observar el efecto Mpemba, así como la discrepancia en cuanto a la propia definición de este, hace verdaderamente difícil su correcto análisis.

El efecto Mpemba es un efecto que podemos observar utilizando agua y el frigorífico de nuestra casa. Tendemos a pensar que la física tiene las limitaciones en modelos como la teoría de cuerdas o en la cosmología, cuando un simple problema de andar por casa la puede poner contra las cuerdas.             

Referencias

1) https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect

2) Mpemba effect from a viewpoint of an experimental physical chemist by Nikola Bregović

3) Questioning the Mpemba effect: Hot water does not cool more quickly than cold

4) When the Hotter Cools More Quickly: Mpemba Effect in Granular Fluids

5) https://www.lasexta.com/tecnologia-tecnoxplora/ciencia/divulgacion/que-efecto-mpemba-que-congela-agua-caliente-antes-que-fria_201807255b6130ea0cf2c100e5af20e3.html