Mpemba Etkisi: Neden Sıcak Su Soğuk Sudan Daha Hızlı Donar?

Sıcak suyun soğuk sudan daha hızlı donması gibi olağanüstü bir fenomen olan Mpemba etkisi, yıllardır bilim insanlarını şaşırtan ve tartışmalara yol açan bir konudur. Bu yazımızda, bu etkinin ortaya çıkış hikayesine ve muhtemel sebeplerine değineceğiz.

Mpemba Etkisi Nedir?

Bir şey ne derece soylu ve mükemmel ise, onun olgunluğa erişmesi de o derece geç ve yavaş olur.

Arthur Schopenhauer

Mpemba etkisi (İngilizce: Mpemba effect), sıcak suyun soğuk sudan daha hızlı donmasını ifade eden fenomendir. Bu etki, sıcak suyun donma sürecinde soğuk sudan daha hızlı bir şekilde katı hale geçtiğini söyler.

Her ne kadar bu fenomenin varlığı, Aristoteles dönemine kadar uzansa da, 1960’ların sonlarında Tanzanyalı bir öğrenci olan Erasto Mpemba tarafından modern bilim dünyasına tanıtılmıştır.

Erasto Mpemba, bu etkiyi 1963 yılında Tanzanya’da bir lise öğrencisiyken keşfetmiştir. O zamanlar, dondurma yapmak için bir yarışmaya katılan Mpemba, dondurmayı daha hızlı yapmak için sıcak sütün dondurucuya konulmasının daha hızlı donacağını düşünmüştür. Düşünmüş demeyelim de, yerel bir inanış olduğu için bu durumu denemeye karar vermiştir diyelim.

Öğretmenleri ve sınıf arkadaşları, bu durumun saçmalığını düşünerek onunla dalga geçmiştir. Ancak, Mpemba’nın sıcak sütü, soğuk sütten daha hızlı donmuştur. Bu durum, Mpemba’nın merakını uyandırmış ve bu fenomeni daha fazla araştırmaya karar vermiştir.

Sonrasında, Mpemba bu konuyu fizik profesörü Dr. Denis G. Osborne‘a sormuştur. Olaya şüpheci yaklaşan Osborne, laboratuvarda yaptığı deneyler sonucunda Mpemba’nın gözlemlerini doğrulamış ve bu fenomene Mpemba’nın adını vermiştir.

Mpemba etkisinin neden olduğu tam olarak bilinmemektedir ve bu konu hakkında birçok teori bulunmaktadır. Bunlardan bazıları aşağıdaki gibidir:

• Buharlaşma: Sıcak su, soğuk suya göre daha hızlı buharlaşır ve buharlaşma süreci suyun kütlesini azaltır. Azalan su kütlesi, daha hızlı donma sürecine yol açabilir.
• Konveksiyon: Sıcak su, soğuk suya göre daha hızlı konveksiyon akımları oluşturur. Bu akımlar, suyun ısı enerjisini daha hızlı dağıtabilir ve bu da donma sürecini hızlandırabilir.
• Çözünmüş gazlar: Sıcak su, soğuk suya göre daha az çözünmüş gaz içerir. Çözünmüş gazlar, suyun donma noktasını düşürebilir, bu yüzden daha az gaz içeren sıcak su daha hızlı donabilir.
• Süper soğutma: Su, donma noktasının altındaki sıcaklıklara düşebilir (süper soğutma) donmadan önce. Soğuk su, sıcak suya göre daha fazla süper soğutma eğiliminde olabilir, bu da donma sürecini geciktirebilir.

Ancak, bu teorilerin hiçbiri Mpemba etkisini nihai nedenini açıklayamamaktadır ve bu konuda daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir. Zira birçok bilim insanı, Mpemba etkisinin varlığını kabul etmekle birlikte, bu etkinin her zaman gözlemlenebilir olmadığını da keşfetmişlerdir. Haliyle bu etkinin hangi koşullar altında ortaya çıktığı konusundaki muallak devam etmektedir.

Mpemba etkisini evlerinizde deneyerek, sıcak suyun soğuk sudan daha hızlı donup donmadığını test edebilirsiniz.