waarom bevriest lauw water sneller dan koud water?

Aristoteles had het al ontdekt en beschreven. Maar heel veel jaren erna heeft het een officiële naam gekregen. In 1969 kwam het opnieuw in het licht door een Tanzaniaanse scholier Mpemba. Deze was ijs aan het maken, en had nogal haast. Hij had geen tijd om het te laten afkoelen, en deed het in de diepvries. Tot zijn verbazing was het eerder bevroren dan hij dacht. Hij deed de proef opnieuw, maar dan expres en ontdekte dat het echt eerder was bevroren dan het afgekoelde ijs. Sindsdien is het effect bekend onder het Mpemba effect. Dit effect kan niet onder 1 natuurkundige noemer worden onder gebracht. Meerdere zaken spelen een rol. Het opgeloste gas, verdamping, stromingen.

Hoe kan dit? Het heeft direct te maken met het superkoeling effect. Het is bekend dat heel zuiver water zonder al te veel opgeloste gassen kan afkoelen tot onder het nulpunt. Als er dan een vreemd voorwerp het water raakt bevriest alle water ineens. Er zijn verhalen bekend van grote bergmeren die ook supergekoeld waren. Toen iemand er een steen in wierp, begon het vanuit de steen zeer snel te bevriezen. Net als een schok front.

Wat gebeurd er nu met het warme water. Het bevat veel minder opgeloste gassen dan het koude water. Maar wat gebeurd er normaal met het koude water. Dat nog veel “vreemde” deeltjes bevat. Koud water is ook nog eens dikker dan warm water. En alle deeltjes blijven er makkelijker in drijven. Bij het warme water daarin tegen dat dunner is zullen ook nog eens alle vreemde deeltjes snel zinken naar de bodem. Bij het koude water begint eerst de zijkanten en bovenkant te bevriezen. Dit is een belangrijk gegeven! Door dit kleine ijs laagje wordt de rest van de vloeistof geïsoleerd van de koude, en zal veel langzamer afkoelen. Het warme zuivere water bevriest echter niet, en de temperatuur kan gemakkelijk enkele graden onder nul bevriezen. Dus dit water is door en door onder nul. Nu gebeurd het, door een trilling, of door nog een graad lager bevriest dit water in 1 keer. Terwijl het koude water nog aan het afkoelen is door het beginnende ijs laagje rondom.