Почему горячая вода замерзает быстрее холодной

Обыкновенный школьник по имени Эрасто Мпемба в 1963 году на уроке подошел к учителю по физики и спросил - почему вода горячая замерзает быстрее холодной, но преподаватель только посмеялся над мальчиком, сказав: «Это не мировая физика, а физика Мпембы». Но Эрасто стоял на своем, ведь он собственными глазами видел как 2 кружки воды в холодильнике замерзли по очереди - сначала горячая потом холодная.

Свой вопрос мальчик задал и приехавшему в школу, профессору физики Деннису Осборну. Провели экспериментальную проверку, которая подтвердила данный эффект, но не объяснила его.

В 1969 г. в популярном журнале «Physics Education» была опубликована статья Осборна и Мпембы, в которой описывался данный эффект. Есть пара самых популярных вариантов объяснения такого «водного» парадокса:

1. Вода горячая испаряется из контейнера быстрее, тем самым уменьшая свой объём, а более меньший объём с той же самой температурой замерзает намного быстрее.

2. Если в холодильнике есть снеговая подкладка, то стакан с горячей водой под собой плавит снег, тем самым улучшая тепловой контакт с морозильником.

3. Чем горячее вода, тем больше выходит расстояние между молекулами у жидкости из-за возрастания отталкивающих сил. Как результат водородные связи проходят процесс растягивания, запасая много энергии. Даная энергия при охлаждении воды высвобождается − молекулы сближаются друг с другом. А данная отдача энергии, насколько известно, и есть охлаждение.