Imagine o leitor colocando em duas vasilhas semelhantes a mesma quantidade de água dentro de um congelador. Entretanto, numa delas coloca-se água à temperatura ambiente e na outra água à temperatura próxima de 100 graus centígrados. Para nossa surpresa, o líquido que inicialmente se encontrava na temperatura mais alta congelará primeiro. Esse é em resumo o chamado efeito Mpemba.
O fenômeno já foi descrito por Aristóteles, Francis Bacon e por René Descartes. Entretanto, aparentemente ele foi esquecido e redescoberto em 1963 por um estudante do ensino fundamental da Tanzânia, Erasto Mpemba. Mpemba, que morava numa localidade afastada da escola, notou enquanto esperava o ônibus para casa, que quando ele preparava sorvete com leite que acabava de ser fervido, ele congelava mais rapidamente do que o sorvete preparado com leite à temperatura ambiente. Ele então perguntou ao seu professor qual a razão deste fenômeno e por causa da pergunta sofreu uma grande gozação dos colegas. Um professor da capital vindo visitar a escola foi inquerido por ele; o professor sem saber a resposta disse que iria averiguar. Retornando à Universidade o professor solicitou ao assistente que fizesse o experimento para verificar se o achado do aluno do interior era verdadeiro. Aqui acontece um dos mais interessantes fatos da redescoberta. O professor, estranhando a demora na resposta de um experimento tão simples, após um certo tempo perguntou ao assistente se ele havia esquecido da tarefa. O assistente então respondeu: "Não professor, é que estou realizando o experimento repetidamente e o líquido mais quente está congelando primeiro. Vou continuar trabalhando até encontrar o resultado correto!"
O efeito Mpemba pode ser resultado de diversos fenômenos que ocorrem simultaneamente. Na verdade, até hoje, não existe uma resposta clara para a explicação do fenômeno. Algumas das suposições sugerem diferentes taxas de evaporação nos dois líquidos; efeitos de convecção, que seria mais efetivo no líquido mais quente, o que aceleraria a transferência de calor; o supercongelamento, entre outros. O supercongelamento é um processo no qual a temperatura de um líquido é diminuída abaixo do seu ponto de congelamento sem que ele se torne sólido. Isso ocorre porque para congelar um líquido precisa cristalizar a partir de uma semente ou de um núcleo de cristalização. Com a ausência destes núcleos, a fase líquida pode ser mantida abaixo da temperatura na qual o líquido se tornaria sólido. A água fria, num congelador, supercongela mais do que a água quente, o que implicaria que ela congela menos lentamente do que a outra. Além disso, a água inicialmente quente, por causa da evaporação, teria mais impurezas do que a água fria (mesmo número de impureza para diferentes volumes de água) o que implicaria percentualmente em maior número de núcleos de cristalização.
O certo é que ainda não existe uma explicação suficientemente consistente para o fenômeno, redescoberto na última metade do século XX por um rapaz de 13 anos numa aldeia perdida no interior da África: a Física é sempre fascinante!
Referências:
1. E. B. Mpemba, D. G. Osbourne, "Cool?", Phys. Educ. 4, 172-175 (1969).
2. D. Auerbach, "Supercooling and the Mpemba effect: when hot water freezes faster than cold". American Journal of Physics 63 882–885 (1995).
3. M. Jeng, "Hot water can freeze faster than cold?!?" American Journal of Physics 74, 514 (2006).
O fenômeno já foi descrito por Aristóteles, Francis Bacon e por René Descartes. Entretanto, aparentemente ele foi esquecido e redescoberto em 1963 por um estudante do ensino fundamental da Tanzânia, Erasto Mpemba. Mpemba, que morava numa localidade afastada da escola, notou enquanto esperava o ônibus para casa, que quando ele preparava sorvete com leite que acabava de ser fervido, ele congelava mais rapidamente do que o sorvete preparado com leite à temperatura ambiente. Ele então perguntou ao seu professor qual a razão deste fenômeno e por causa da pergunta sofreu uma grande gozação dos colegas. Um professor da capital vindo visitar a escola foi inquerido por ele; o professor sem saber a resposta disse que iria averiguar. Retornando à Universidade o professor solicitou ao assistente que fizesse o experimento para verificar se o achado do aluno do interior era verdadeiro. Aqui acontece um dos mais interessantes fatos da redescoberta. O professor, estranhando a demora na resposta de um experimento tão simples, após um certo tempo perguntou ao assistente se ele havia esquecido da tarefa. O assistente então respondeu: "Não professor, é que estou realizando o experimento repetidamente e o líquido mais quente está congelando primeiro. Vou continuar trabalhando até encontrar o resultado correto!"
O efeito Mpemba pode ser resultado de diversos fenômenos que ocorrem simultaneamente. Na verdade, até hoje, não existe uma resposta clara para a explicação do fenômeno. Algumas das suposições sugerem diferentes taxas de evaporação nos dois líquidos; efeitos de convecção, que seria mais efetivo no líquido mais quente, o que aceleraria a transferência de calor; o supercongelamento, entre outros. O supercongelamento é um processo no qual a temperatura de um líquido é diminuída abaixo do seu ponto de congelamento sem que ele se torne sólido. Isso ocorre porque para congelar um líquido precisa cristalizar a partir de uma semente ou de um núcleo de cristalização. Com a ausência destes núcleos, a fase líquida pode ser mantida abaixo da temperatura na qual o líquido se tornaria sólido. A água fria, num congelador, supercongela mais do que a água quente, o que implicaria que ela congela menos lentamente do que a outra. Além disso, a água inicialmente quente, por causa da evaporação, teria mais impurezas do que a água fria (mesmo número de impureza para diferentes volumes de água) o que implicaria percentualmente em maior número de núcleos de cristalização.
O certo é que ainda não existe uma explicação suficientemente consistente para o fenômeno, redescoberto na última metade do século XX por um rapaz de 13 anos numa aldeia perdida no interior da África: a Física é sempre fascinante!
Referências:
1. E. B. Mpemba, D. G. Osbourne, "Cool?", Phys. Educ. 4, 172-175 (1969).
2. D. Auerbach, "Supercooling and the Mpemba effect: when hot water freezes faster than cold". American Journal of Physics 63 882–885 (1995).
3. M. Jeng, "Hot water can freeze faster than cold?!?" American Journal of Physics 74, 514 (2006).
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