Schule
Der Mpemba-Effekt: Warum heißes Wasser schneller als kaltes gefriert
Benannt ist der Mpemba-Effekt nach Erasto Mpemba. Als 13-Jähriger hatte der Tansanier das Phänomen bei der Herstellung von Speiseeis 1963 beobachtet. Dazu wurde Milch erhitzt. Obwohl Mpemba warten sollte, bis sie abgekühlt war, stellte er sie sofort in die Kühltruhe. Dort befanden sich identische Gefäße mit Milch, die deutlich kälter waren. So stellte Mpemba fest, dass seine Milch zuerst gefror. In den folgenden Jahren konnte Mpemba zusammen mit dem Physiker Denis Osborne die ersten systematischen, wissenschaftlichen Studien dazu durchführen.
Der Mpemba-Effekt funktioniert nur, wenn man zwei Behälter, die vollkommen identisch sind, mit derselben Menge einer Flüssigkeit füllt. Am besten lässt sich das Experiment mit deutlichen Temperaturunterschieden bei den Vergleichsflüssigkeiten durchführen, wenn also die eine ca. 100 Grad heiß ist und die andere nur Raumtemperatur hat.
Der Vorgang ist bis heute noch nicht schlüssig erklärt. Es gilt jedoch als anerkannt, dass Verdunstung ein Grund für das Verhalten der heißeren Flüssigkeit ist. Wenn sie verdunstet, bleibt weniger Masse übrig, die gefrieren muss. Außerdem wird der Flüssigkeit durch die Verdunstung zusätzlich Energie entzogen. Experimente legen nahe, dass dies nicht die einzige Ursache für den Effekt sein kann. Ein weiterer Grund ist wohl Konvektion: In der warmen Flüssigkeit herrscht Bewegung. Das begünstigt nicht nur den Abtransport von Wärme, sondern auch die Bildung von Eiskristallen.
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