Odavno je poznato da se topla voda zamrzne br\u017ee od hladne vode. Ovaj fenomen poznat je kao Mpemba efekt. Ime je dobio po tanzanijskom studentu koji je 1963. godine primijetio da se topla smjesa za sladoled zamrzne br\u017ee od hladne. Me\u0111utim, prvi koji je prou\u010davao ovaj efekt bio je Aristotel u 4. stolje\u0107u prije Krista, a kasnije su ga prou\u010davali i Francis Bacon i Ren\u00e9 Descartes. Mpemba je 1969. godine objavio \u010dlanak o svojem istra\u017eivanju.<\/p>\n
(Credit: Darren Hester)Mogu\u0107a obja\u0161njenja ovog fenomena uklju\u010divala su: br\u017ee isparavanje tople vode, \u0161to je smanjilo volumen vode koja se treba smrznuti; formiranje ledenog sloja na povr\u0161ini hladne vode, \u0161to je izoliralo ostatak vode; razli\u010dite koncentracije otopljenih tvari u vodi: poput ugljikovog dioksida, koji ispari kada se voda zagrijava. No, ne dolazi uvijek do ovog efekta, te se hladna voda nekad zamrzne br\u017ee od toplije. Dosad nitko nije uspio doku\u010diti zbog \u010dega se zapravo topla voda zamrzne br\u017ee od hladne.<\/p>\n
Sada je tim fizi\u010dara s Tehnolo\u0161kog sveu\u010dili\u0161ta Nanyang u Singapuru prona\u0161ao dokaz da kemijske veze koje dr\u017ee vodu na okupu daju taj u\u010dinak. Svaka molekula vode sastoji se od jednog atoma kisika kovalentno povezanog s dva atoma vodika. Ove veze uklju\u010duju elektrone koje atomi me\u0111usobno dijele, i vrlo su dobro obja\u0161njene. Pojedine molekule vode tako\u0111er se povezuju pomo\u0107u slabijih vodikovih veza. Do ovih veza dolazi kada se vodikov atom jedne molekule vode nalazi blizu kisikovog atoma iz druge molekule vode.<\/p>\n
Fizi\u010dari tvrde da te veze uzrokuju Mpemba efekt. Kada se molekule vode dovedu u bliski kontakt, prirodna odbojnost izme\u0111u molekula uzrokuje rastezanje kovalentih veza i pohranu energije. Kada se teku\u0107ina zagrije, vodikove veze se rastegnu budu\u0107i da voda gubi gusto\u0107u i molekule se dalje razdvajaju.<\/p>\n
Istezanje vodikovih veza pridonosi opu\u0161tanju i skra\u0107ivanju kovalentnih veza, \u010dime se otpu\u0161ta energija pohranjena u njima. Proces u kojem kovalentne veze otpu\u0161taju svoju energiju je u su\u0161tini isti kao i hla\u0111enje, pa je stoga jasno za\u0161to se topla voda smrzava br\u017ee od hladne.<\/p>\n