¿Por qué el agua caliente se congela más rápido que el agua fría?

Los científicos han podido calcular que el agua caliente en realidad se congela más rápido en un congelador que el agua más fría en ciertas circunstancias, ya que el agua caliente transfiere su energía exponencialmente más rápido.

Puede parecer una paradoja, pero se puede confirmar incluso con un simple experimento en casa: el agua caliente se congela más rápido que el agua a temperatura ambiente. Este hecho ha sido observado desde la antigüedad y por científicos famosos como Aristóteles o Descartes, pero se le denomina fenómeno Mpempa en honor a Erasto Mpempa, un estudiante de Tanzania que lo describió en 1963.

Con el tiempo, los científicos han propuesto decenas de explicaciones para el fenómeno, que parece contradecir las leyes básicas de la termodinámica, pero no se ha adoptado ninguna teoría como respuesta definitiva. De hecho, en 2012, la Real Sociedad de Química de Gran Bretaña anunció que otorgaría un premio de 1.000 libras a todo aquel que consiguiera explicar satisfactoriamente el fenómeno, en un concurso en el que participaron 22.000 personas. Aunque el premio fue otorgado a Nikola Brekovic, se consideró que el problema no estaba completamente resuelto.

Sin embargo, dos físicos del Politécnico de Nanyang de Singapur creen que han presentado una explicación completa del fenómeno, que tiene en cuenta las interacciones particulares entre las moléculas de agua.

Cada molécula de agua se une a sus vecinas con un enlace electromagnético llamado enlace de hidrógeno. De hecho, es responsable no solo de la alta tensión superficial del agua, sino también del alto punto de ebullición del agua en comparación con otros líquidos.

El Dr. Sun Changqing y el Dr. Xi Zhang fueron un paso más allá, considerando que los enlaces de hidrógeno también regulan la forma en que el agua almacena y libera energía. Según ellos, la tasa de cambio de energía en las moléculas de agua depende de su estado inicial.

En particular, cuando se calienta el agua, los enlaces de hidrógeno interactúan con los enlaces covalentes que también están involucrados en las moléculas de agua, lo que hace que estas últimas se contraigan, almacenando energía cuando se calientan. Esta contracción durante el calentamiento conduce a la liberación de energía a una velocidad exponencialmente más rápida durante el enfriamiento, en comparación con el agua más fría en la que los enlaces covalentes no se comprimen. Con esto en mente, pudieron calcular cómo el agua caliente se congela más rápido en un congelador que el agua más fría en ciertas circunstancias, ya que el agua caliente transfiere su energía exponencialmente más rápido.

La investigación de los dos científicos se publicó en la revista Scientific Reports.

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Fuente: naftemporiki.gr

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