Efecto Mpemba



El efecto Mpemba es el nombre que se le da a un fenómeno en la congelación del agua. Dice que en algunas circunstancias el agua caliente se congela antes que el agua fría.

Conocimientos adicionales recomendados

Historia

Erasto B. Mpemba fue quien lo observó por primera vez en el aula de Eugene Marschall en la Escuela Secundaria Mkwawa, en Iringa, Tanzania, en 1963, después de notar que la mezcla caliente para los helados se congelaba antes, durante las clases de cocina. Más tarde comenzó a realizar experimentos para comprobarlo junto al Dr. Denis G. Sobornen 1969.

Explicación

A pesar de que, a simple vista, este fenómeno parece atentar contra el sentido común, cabe aclarar que funciona solo en determinadas circunstancias. Por lo tanto, si metemos en el congelador agua a 5 grados y agua a 50 grados, el agua a 50 grados se congela antes que el agua a 5 grados.

Para entender el por qué, hay que entender las causas principales:

  • el agua más caliente se evapora más.
  • cuanto más caliente está un líquido, menos gases disueltos le quedan (los gases dificultan la congelación)

Imaginemos que metemos en el congelador un vaso de agua a 80°C que tarda 10 minutos en congelarse. Por otro lado, tenemos otro vaso de agua a 95ºC; podemos suponer que el segundo se congelará en un tiempo igual a lo que tarde en disminuir su temperatura a 80ºC, más los 10 minutos de congelación.

¿Es esto cierto? No del todo... La explicación radica en el cambio de las condiciones del agua al pasar de 95ºC a 80ºC.

Contrario a lo que es fácil de suponer, que cuando el agua más caliente alcance la misma temperatura que la de la otra en su inicio, debería comenzar el proceso de congelación de 10 minutos, esto no es así, ya que la disminución de 15ºC del agua más caliente produce un cambio en la masa (el agua más caliente pierde más masa por evaporación), cambios en el gas y la pureza del agua, entre otras cosas, que afectan a la velocidad de congelación de la misma.

Si se pone plástico encima de los vasos para evitar la evaporación, se sigue congelando antes el vaso más caliente, pero ahora con menos diferencia. La causa radica en la mayor convección interna (y durante más tiempo) del vaso más caliente, que favorece la transferencia de calor al congelador.

Lo fundamental del efecto Mpemba es que no se aplica a dos temperaturas cualesquiera.

Estudios recientes realizados por el doctor L. Vinu constratan que con una diferencia de temperatura superior a 30ºC el fenómeno es más probable.

 
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