Fysiikka
Fysiikan ilmiöt

Miksi kuumasta vedestä saa nopsemmin jääkuutioita?

Jos pakastimeen laitetaan lasillinen kylmää ja kuumaa vettä, lämmin vesi jäätyy nopeammin. Miksi näin käy?

Kuumasta vedestä saa nopsemmin jääkuutioita
Julkaistu 03.11.15
Teksti: Toimitus

Lämmin vesi ohittaa kylmän veden

Ilmiö tunnetaan nimellä Mpemba-vaikutus. Siitä ei ole vielä saatu täyttä selvyyttä. Jäähtymisnopeus riippuu joka tapauksessa nesteen ja ympäristön välisestä lämpötilaerosta, jonka suuruus vaikuttaa tasoittumisvauhtiin.

Isommasta lämpötilaerosta huolimatta tilanne, jossa lämmin vesi ohittaa jäähtymiskisassa kylmän, vaikuttaa äkkiseltään järjenvastaiselta.

Lämmin vesi luovuttaa energiaa nopeammin

Uusimman selitysvaihtoehdon mukaan tansanialaisesta keksijästään nimensä saanut Mpemba-ilmiö johtuu siitä, että kuuman veden molekyyleissä on enemmän energiaa, koska molekyylisidokset ovat puristuksissa kuin jännittyneet jouset.

Siten niistä vapautuu energiaa moninkertaisesti kylmään veteen verrattuna.

Mitä tapahtuu, kun lämmin vesi jäätyy?
  1. Vesimolekyylissä yksi happi- ja kaksi vetyatomia liittyvät toisiinsa niin sanotuilla kovalenttisilla sidoksilla.
  2. Molekyylejä yhdistävät vetysidokset. Lämpimässä vedessä sidokset ovat pitkiä, ja ne vaativat enemmän tilaa.
  3. Ahtauden takia vesimolekyylien kovalenttiset sidokset joutuvat puristuksiin kuin jännittyneet jouset.
  4. Lämpimän veden molekyyleistä vapautuu energiaa nopeammin kuin kylmän. Toisin sanoen lämmin vesi menettää sisältämäänsä energiaa rajummin ja jäätyy siksi vinhempaa vauhtia.

Lämmin vesi, kylmä vesi, merivesi, tulivesi

Tiesitkö, että 1,74 % maailman vedestä on sitoutunut jäätiköihin ja että vesimolekyylit viettävät ilmassa 9–10 päivää ennen kuin ne satavat lumena maahan? Viisastu vedestä lukemalla faktat artikkelista:

Oletko kyllästynyt valeuutisiin ja kaipaat kovaa faktaa?

3 nroa Tieteen Kuvalehteä 9,90. Napsauta tästä.