Nhưng trên thực tế thì ngược lại hoàn toàn, nước nóng sẽ có thời gian đóng băng nhanh hơn tương đối so với nước lạnh. Tai sao lại như vậy, điểu này có đi ngược lại với định luật vật lý thông thường nào không?
Câu trả lời là không! Điều này được biết đến như hiệu ứng Mpemba. Theo đó, trong một điều kiện nhất định nào đó, khi cùng làm lạnh, nước nóng có thể đóng băng nhanh hơn nước lạnh.
Tuy nhiên, điều này không phải lúc nào cũng đúng, mà nên thử nghiệm với các mẫu nước tại 35 °C (95 °F) và 5 °C (41 °F) để tối đa hóa hiệu ứng.
Bởi hiệu ứng này có xuất hiện hay không còn phụ thuộc vào 1 số điều kiện nhất định chưa thể kiểm soát.
Nguồn gốc hiệu ứng Mpemba
Hiện tượng Mpemba (nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh) được đặt theo tên của học sinh trung học Erasto B.Mpemba người Tanzania.
Vào năm 1963, Mpemba tình cờ phát hiện ra điều này khi đang ở trong một lớp học nấu ăn. Khi đó, Mpemba cần làm lạnh nhanh món kem trộn nóng (hỗn hợp làm kem vẫn còn nóng khi cho vào tủ lạnh).
Vô tình anh thấy rằng, chính bát kem trộn nóng kia lại đông cứng nhanh hơn món kem trộn lạnh nhiều. Mpemba đã đặt câu hỏi này cho các giáo sư đến thăm trường anh vào năm 1968.
Có một điểm bất ngờ là trước Mpemba cũng có rất nhiều các nhà khoa học cổ đại phát hiện ra điều này, có thể kể đến như: Aristotle, Francis Bacon và René Descartes.
Các giả thuyết khoa học
Sau khi điều này chính thức được công bố trên tạp chí khoa học vào năm 1969, rất nhiều cuộc thí nghiệm được tiến hành cũng như có vô vàn lời giải thích khác nhau, nhưng vẫn chưa có giả thuyết nào thực sự được công nhận.
Hiệu ứng bí ẩn này nổi tiếng khó nhằn đến mức, Hiệp hội Hóa học Hoàng gia Anh đã tuyên bố treo thưởng cho cá nhân hoặc tổ chức nào đưa ra được đáp án chính xác nhất.
Giả thuyết được nhiều nhà khoa học ủng hộ nhất là: "Nước ấm bốc hơi, làm giảm thể tích của nước, ngoài ra quá trình này làm nước mát, khiến đóng băng nhanh hơn".
Lý giải quan trọng
Đến 29/3/2010, tạp chí khoa học New Scientist đã đăng 1 bài viết được cho là lời giải thích hợp lý nhất cho hiệu ứng này của James Bulangliqi.
Theo James (đại học State, Mỹ), hiện tượng trên có liên quan mật thiết đến 1 số tạp chất đặc biệt có trong nước. Ông cho rằng, đó mới chính là nguyên nhân then chốt, lý giải cho hiệu ứng Mpemba.
Trong suốt 10 năm ròng, James đã tiến hành hàng trăm, ngàn thử nghiệm về hiệu ứng trên. Cuối cùng ông cho rằng: Mpemba xuất phát từ hiện tượng supercool (làm quá lạnh) bất ổn định.
Ông cho biết: "Dường như nước chưa đóng băng khi nhiệt độ ở 0 độ C, mà thông thường nhiệt độ thấp hơn mới bắt đầu đóng băng, tức là hiện tượng supercool.
Điểm đông quyết định ở tạp chất hình thành nên mối quan hệ giữa nước và băng đá.
Trong trường hợp bình thường, nước có thể có một số loại tạp chất, trong đó bao gồm bụi, muối hòa tan và vi khuẩn. Mỗi một tạp chất đều có thể tác động đến cơ chế đóng băng dưới nhiệt độ đặc biệt".
Ông James Bulangliqi cũng cho biết, nếu như điểm đông của nước nóng cao tối thiểu 5 °C, thì tốc độ đóng băng của nó sẽ nhanh hơn nhiều so với nước lạnh.