Warum warmes Wasser schneller gefriert als kaltes?

Warum gefriert warmes Wasser tatsächlich schneller als kaltes

Eine weit verbreitete Annahme besagt, dass kaltes Wasser schneller gefriert als warmes Wasser. Tatsächlich ist jedoch das Gegenteil der Fall: Warmes Wasser gefriert unter bestimmten Bedingungen tatsächlich schneller als kaltes Wasser.

Der “Mpemba-Effekt”

Dieses Phänomen wird als “Mpemba-Effekt” bezeichnet, benannt nach dem tansanischen Studenten Erasto Mpemba, der es 1963 entdeckte. Er bemerkte, dass warme Milch beim Einfrieren in einem Kühlschrank schneller zu Eis wurde als kalte Milch.

Wissenschaftliche Erklärung

Die wissenschaftliche Erklärung für diesen Effekt ist komplex, es werden jedoch zwei Hauptfaktoren angenommen:

• Volumenverlust: Wenn Wasser erwärmt wird, dehnt es sich aus und nimmt mehr Volumen ein. Beim Abkühlen verliert es jedoch dieses Volumen schneller als kaltes Wasser. Dadurch wird die Oberfläche des Wassers kleiner, was die Wärmeübertragung zum Gefriermedium erleichtert.

• Gelöste Gase: Warmes Wasser enthält mehr gelöste Gase als kaltes Wasser. Diese Gase können die Bildung von Eiskristallen behindern und den Gefrierprozess verlangsamen. Wenn jedoch das warme Wasser abkühlt, entweichen diese Gase und erleichtern die Bildung von Eiskristallen.

Bedingungen für den Mpemba-Effekt

Der Mpemba-Effekt tritt nicht unter allen Bedingungen auf. Er wird typischerweise beobachtet, wenn:

• Die Wassermenge klein ist (unter 1 Liter)
• Das Wasser in einem offenen Behälter gekühlt wird
• Das Wasser stark erwärmt wird (über 40 °C)

Praktische Anwendungen

Obwohl der Mpemba-Effekt im Alltag nicht oft genutzt wird, kann er in bestimmten Situationen von Vorteil sein. Zum Beispiel:

• Schnellere Herstellung von Eiswürfeln: Warmes Wasser kann schneller zu Eiswürfeln gekühlt werden als kaltes Wasser.
• Kühlen von Speisen und Getränken: Warme Speisen und Getränke können schneller gekühlt werden, wenn sie in einem offenen Behälter in den Kühlschrank gestellt werden.

Fazit

Während die Intuition uns glauben lässt, dass kaltes Wasser schneller gefriert als warmes Wasser, deuten wissenschaftliche Erkenntnisse darauf hin, dass das Gegenteil der Fall sein kann. Der Mpemba-Effekt, der durch Volumenverlust und gelöste Gase verursacht wird, erklärt, warum warmes Wasser unter bestimmten Bedingungen tatsächlich schneller gefriert als kaltes Wasser.