Suyun, sıcaklığı kac derece olursa olsun buz olmaya başlamadan once donma noktasına gelmesi gerektiğini okulda oğrenmiştik.
Peki sıcak suyun soğuk sudan daha hızlı donma noktasına ulaşabilmesi mumkun mu? Aslında bu soruya net olarak bir cevap vermek zor cunku bazı durumlar yaratmamız gerekebilir.
Bu durum ilk kez Aristoteles tarafından gozlemlenmiş. Bu olayın denemeleri MO 4. yuzyıl Aristo donemine kadar dayanıyor. İlk kez bu olayı gozlemleyen Aristo ise bu duruma ozel bir soz kullanmış: "Suyun daha once ısıtılmış olması, cabuk donmasına katkıda bulunur cunku boylece daha cabuk soğur. Bu nedenle bircok insan, sıcak suyu hızlı bir şekilde soğutmak istediğinde onu guneşin altına koyar..."
İlerleyen donemlerde Francis Bacon ve Descartes tarafından da fark edilen bu durum, fizikcilerin bu konuyu uzunca bir sure tartışmasına neden olmuştu.
Gunumuzde bu etkinin bir adı bile var: Mpemba Etkisi Erasto B. Mpemba Cok da uzak olmayan gecmişte, 1963 yılında; Tanzanyalı Erasto Mpemba adlı oğrenci, ılık sutten yaptığı dondurmanın soğuk sutle yapılana oranla daha hızlı donduğunu fark etmiş.
Gunumuzde de bu etki, ilk kez bilimsel makaleye doken Erosto Mpemba'nın katkısıyla bu adı kazanmış. Bu durum ise şu şekilde acıklanmış:
İki ozdeş kaba aynı miktarda 70 derece sıcak su, 30 derece soğuk su koyduğumuzu varsayalım. Dondurucu, sıcak suyu dondurmak icin daha buyuk bir enerji harcayacaktır. Sıcak suyun buharlaşması ve icerisindeki gazların miktarının değişmesi nedeniyle sıcak suyun toplam kutlesinde bir azalma gozlemlenecektir.
Yani sıcak su, donma noktasına gelebilmek icin daha buyuk bir caba harcar ancak soğuk su sadece aşırı derecede soğuma noktasına gelmek icin uğraşır.
Bunun yalnızca bir teori olduğunu unutmayalım! Nanyang Teknoloji Universitesinin 2014 yılında yaptığı Mpemba Etkisi araştırmasına gore sıcak su ısıtıldığında hidrojen bağları esniyor ve enerji salınımı soğuk suya oranla daha hızlı gercekleşiyor.
Enerji salınımı, teknik olarak sıcak suyun daha hızlı soğuması anlamına gelir diyebiliriz. Bu enerji salınımıyla birlikte aslında belirli şartlar altında sıcak suyun soğuk sudan daha hızlı donduğu senaryolar mevcut.
Ozetle şunu soyleyebiliriz ki; başlangıctaki ısı transfer hızı, sıcak suda soğuk suya oranla daha hızlı gercekleşecektir. Ancak bu durumun her zaman ve her koşulda calıştığına dair henuz yeterli bir kanıt sunulamadı.
Bu etkideki en buyuk etkenin, sıvıların icerisindeki gaz ve cozunmuş katı maddelerin varlığı olduğu duşunulmekte. Bu etmenlerin, ısıyı iletme hızını azalttığı duşunulunce, sıcak suyun daha hızlı donmasını sağlayabilir. Yani kısaca, bu etki icin guzel bir teori orneği diyebiliriz.
Bu teoriyi evde denemek bedava! İsterseniz hemen şu an musluk suyu kullanarak bu deneyi evde kendiniz gercekleştirebilirsiniz. Kim bilir, belki de bu teoriyi guclendirme aşamasında sizler de bir katkıda bulunursunuz.
Kaynaklar: School of Engineering, How Stuff Works?, Tubitak Webtekno'yu Threads'de takip et, haberleri kacırma