Varför fryser varmt vatten till is snabbare än kallt vatten?

Om man ställer in både ett glas kallt och ett glas varmt vatten i frysen, fryser det varma vattnet först till is. Vad beror det på?

Publicerad den 03.11.15

Text: Redaktionen

Varmt vatten är snabbare än kallt vatten

Fenomenet kallas mpemba-effekten och har förbryllat forskarna länge. Hur snabbt en vätska kyls ned beror på temperaturskillnaden mellan vätskan och dess omgivning. Ju större temperaturskillnad, desto snabbare sjunker temperaturen.

Det verkar ologiskt att en varm vätska kan ha en snabbare nedkylningsprocess än kall vätska.

Varmt vatten avger energi snabbare

Men den senaste förklaringen av mpemba-effekten är att vattenmolekylerna i varmt vatten rymmer mer energi eftersom bindningarna i molekylen trycks ihop som spända fjädrar.

Bindningarna – eller fjädrarna – i det varma vattnet avger alltså energin exponentiellt i förhållande till det kalla vattnet, och det sägs vara förklaringen till fenomenet.

Vad händer när varmt vatten fryser till is?

I en vattenmolekyl är en syreatom och två väteatomer sammanbundna med hjälp av en så kallad kovalent bindning.
Molekylerna hålls ihop av vätebindningar. I varmt vatten är vätebindningarna långa och “tar upp” stor plats.
På grund av utrymmesbrist trycks de kovalenta bindningarna inuti alla vattenmolekylerna ihop likt spända fjädrar.
Varmt vatten avger energin i molekylerna snabbare än kallt vatten. Varmt vatten blir alltså av med sin ackumulerade energi snabbare och fryser därför snabbast till is.

Varmt vatten, kallt vatten, havsvatten, eldvatten

Visste du att 1,74 procent av världens vatten är bundet i istäcken och glaciärer och att vattenmolekyler tillbringar 9–10 dagar i luften innan de faller som snö? Lär dig mycket mer om vatten på de här faktasidorna:

Är du trött på fake news och vill ha ordning på fakta?

Få 3 nr av Illustrerad Vetenskap för 79,00. Klicka här.