Per què l’aigua calenta es congela abans que la freda?

Investigadors espanyols descobreixen alguns supòsits en els quals és més fàcil que es produeixi l'efecte Mpemba

/EUROPA PRESS

Un equip d’investigadors de la Universitat Carlos III de Madrid (UC3M), la Universitat d’Extremadura (UEx) i la Universitat de Sevilla (US) han definit un marc teòric que podria explicar l’efecte Mpemba, un fenomen físic contraintuitiu que es manifesta quan l’aigua calenta es congela abans que l’aigua freda.

Els investigadors, que han publicat recentment la troballa en el ‘Physical Review Letters‘, han comprovat com es produeix aquest fenomen en fluids granulars, és a dir, aquells que estan composts per partícules que són molt petites i interaccionen entre elles perdent part de la seva energia cinètica.

El fet que els líquids calents es congelin més ràpidament que els que ja estaven freds va ser observat per primera vegada al segle IV aC per Aristòtil. El pare de l’empirisme científic, Francis Bacon, o el filòsof francès René Descartes també es van interessar per aquest fenomen, que es va transformar en teoria quan el 1960 Erasto Mpemba va explicar al seu professor en una classe que la mescla de gelat més calent es congelava més ràpid que la freda. Aquesta anècdota va inspirar un document tècnic sobre el tema i aquest efecte va començar a ser analitzat en les revistes educatives i de divulgació científica. No obstant això, les seves causes i efectes amb prou feines s’han estudiat fins a l’actualitat.

“Es tracta d’un efecte que històricament no s’havia tractat de manera rigorosa, sinó merament com una anomalia i curiositat didàctica”, explica un dels investigadors, Antonio Prats, del departament de Física Teòrica de la US. “Des de la nostra perspectiva era important estudiar-ho en un sistema amb els ingredients mínims per poder controlar i entendre bé el seu comportament”, afegeix. I això els ha permès entendre en quin suposats és més fàcil que es produeixi, que és una de les principals contribucions d’aquest treball científic.

Gràcies a això, s’han identificat alguns dels “ingredients” perquè aquest efecte succeeixi en alguns sistemes físics que els científics poden “descriure bé teòricament”, segons apunten els investigadors Francisco Vega Reyes i Andrés Santos, de l’Institut de Computació Científica Avançada de la UEx.

El supòsit en el qual és més fàcil que aparegui l’efecte és aquell en el qual les velocitats de les partícules abans de l’escalfament o del refredament tinguin una disposició determinada; per exemple, amb una gran dispersió al voltant del valor mitjà, segons afirmen els autors de l’estudi.

D’aquesta manera, l’evolució de la temperatura del fluid podria veure’s significativament afectada si es prepara l’estat de les partícules abans del refredament.

Aprendre a emular i utilitzar aquest efecte podria tenir aplicacions en la vida diària, segons afirmen els científics: per exemple, es podria utilitzar per al desenvolupament de dispositius electrònics en els quals es volgués aconseguir un refredament més ràpid.