¿Qué se congela más rápido, el agua fría o el agua caliente?

El Enigma del Mpemba: ¿Por qué el agua caliente a veces se congela más rápido que la fría?

El mundo de la física a menudo nos sorprende con fenómenos que desafían nuestra intuición. Uno de estos enigmas, que ha fascinado y frustrado a científicos durante siglos, es el efecto Mpemba: la observación de que, bajo ciertas condiciones, el agua caliente puede congelarse más rápido que el agua fría. Lejos de ser una simple curiosidad, este fenómeno plantea preguntas fundamentales sobre la naturaleza del agua y sus propiedades termodinámicas.

La idea de que el agua caliente se congele antes que la fría parece, a primera vista, una contradicción lógica. Después de todo, el agua caliente necesita perder más calor para alcanzar la temperatura de congelación. Sin embargo, numerosos experimentos, incluyendo el viral video de la canadiense que congeló agua hirviendo a -30°C, demuestran que este efecto, aunque no siempre reproducible, es una realidad.

¿Pero cuáles son las posibles explicaciones detrás de este peculiar comportamiento? No existe una teoría universalmente aceptada, y la investigación continúa arrojando luz sobre las complejidades del proceso. Entre las hipótesis más destacadas se encuentran:

• Evaporación: El agua caliente pierde calor más rápidamente debido a la mayor evaporación. Una menor cantidad de agua significa menos calor que necesita disiparse para alcanzar la congelación. Este factor es crucial, especialmente en ambientes secos y con viento.

• Convección: El movimiento del agua caliente, más turbulento que el del agua fría, podría contribuir a una mejor distribución del calor y una más rápida disipación del mismo. Este movimiento facilita la transferencia de calor hacia el ambiente.

• Disolución de Gases: El agua caliente contiene menos gases disueltos que el agua fría. Estos gases pueden interferir con la formación de cristales de hielo, ralentizando el proceso de congelación.

• Superenfriamiento: El agua puede permanecer líquida por debajo de su punto de congelación (0°C) si no hay núcleos de cristalización presentes. En algunas circunstancias, el agua caliente podría alcanzar un estado de superenfriamiento menor que el agua fría, favoreciendo una congelación más rápida una vez que se inicia la cristalización.

• Efectos de la vasija: El material y la forma del recipiente que contiene el agua pueden influir en la transferencia de calor y, por ende, en el tiempo de congelación.

Es importante recalcar que el efecto Mpemba no es un fenómeno omnipresente. No siempre se observa, y su aparición depende de una serie de factores interrelacionados, incluyendo la temperatura inicial del agua, la temperatura ambiente, la pureza del agua, la presencia de impurezas y las características del contenedor. La falta de una explicación única y universalmente aceptada hace que el efecto Mpemba continúe siendo un campo activo de investigación científica, un misterio fascinante que desafía nuestra comprensión del agua, un compuesto tan familiar y, a la vez, tan complejo. La búsqueda de una respuesta definitiva continúa, alimentando la curiosidad y el ingenio de los científicos de todo el mundo.