เมื่อนำน้ำร้อนกับน้ำเย็นไปเเช่เเข็ง เเบบไหนจะกลายเป็นน้ำเเข็งได้เร็วกว่ากัน

        เมื่อเราตั้งคำถามว่า เมื่อนำน้ำร้อน กับ น้ำเย็นเเช่เเข็ง เเบบไหนแข็งเร็วกว่ากัน คนส่วนใหญ่ก็มักจะคิดว่า ก็ต้องเป็นน้ำเย็นสิ เพราะอณหภูมิมันต่ำเเล้ว การที่น้ำเย็นจะเข้าจุดเยือดเเข็งเเล้ว คงเป็นไปได้มากกว่าน้ำร้อนเเน่นอน ซึ่งน้ำร้อน มันต้องลดอุณหภูมิให้เป็นน้ำเย็นก่อน ถึงจะค่อยค่อยเเข็ง ซึ่งนานกว่าเเน่นอน เราคงคิดเเบบนั้นใช่มั้ยคะ

        เเต่บางครั้งวิทยาศาสตร์ก็สวนทางกับสิ่งที่เราคิด ใครมันจะไปคิดว่า น้ำร้อน ๆที่มีอุณหภูมิสูงถึง 60 – 70 องศาเซลเซียส จะสามารถเข้าสู่จุดเยือกแข็งที่ 0 องศา ได้เร็วกว่าน้ำเย็นที่มีอุณหภูมิ 5 – 15 องศา ไม่น่าเชื่อใช่มั้ยค่ะ ทุกคนคงจะสงสัยว่า ทำไมน้ำร้อนใช้เวลาสั้นกว่าน้ำเย็นลองอ่านต่อค่ะว่าเพราะอะไร

        ในปี 1960 เอราสโต เอ็มเพ็มบา (Erasto Mpemba) ซึ่งเป็นนักเรียนชาวแทนซาเนีย เค้าได้ค้นพบเรื่องนี้โดยบังเอิญขณะที่กำลังทำไอศกรีม โดยเค้าได้นำส่วนผสมที่มีอุณหภูมิเเละต่ำ 2 ชนิดใส่ในตู้เย็น ผลปรากฎว่า ผสมที่ร้อนกว่ากลายเป็นน้ำแข็งก่อน ด้วยความสงสัยจึงได้มีการทดลองต่อในห้องเเลป กลายเป็นที่มาของปรากฏการณ์นี้ว่า ปรากฏการณ์เอ็มเพมบา หรือเเพมบา (The Mpemba effect)

        ซึ่งปรากฏการณ์เอ็มเพมบานี้ มีตัวเเปรสำคัญคือ การระเหยกลายเป็นไอของน้ำร้อน ในขณะที่อุณหภูมิของน้ำร้อนเริ่มลดต่ำลง มวลของน้ำก็ลดปริมาณลงไปด้วย เเละปริมาณของน้ำที่น้อยลง จะสามารถเข้าสู้จุดเยือกเเข็งได้เร็วกว่าน้ำเย็น เเต่นี้คือสภาวะที่เป็นระบบเปิดนะคะ ถ้าเป็นระบบปิด เวลาก็ก็ไม่ต่างกันมาก

        อีกหนึ่งสันนิษฐานนั่นก็คือ การพาความร้อน โดยน้ำร้อนจะลอยขึ้นด้านบนของภาชนะ เรียกร้อนบน หรือ "ยอดร้อน" แทนที่น้ำเย็นลดต่ำลงสู่ด้านล่าง เกิดเป็นกระเเสการพาความร้อน (convection current) ซึ่งนี่เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดตามธรรมชาติอยู่เเล้ว

        เพื่อเป็นการคอนเฟริ์มผลเกี่ยวกับปรากฏการณ์ The Mpemba effect เเละให้เข้าใจง่ายขึ้น ให้เราลองเอาถาดมา 2 ใบที่ขนาดเท่ากัน ใส่น้ำเย็นเเละน้ำร้อน เเล้วน้ำไปเเช่เย็นดูนะคะ เเละลองสังเกตดูว่าถาดไหนเย็นก่อนกัน

        เเต่ปรากฏการณ์เเพมบา ก็ไม่ได้เป็นจริงเสมอไป เพราะถ้าเราเอาน้ำร้อน 99.9 องศาเซลเซียสกับน้ำที่มีอุณหภูมิตอนเริ่มต้นที่ 0.0001 องศาเซลเซียส ไปเเช่เย็น เเน่นอนว่าน้ำเย็นที่มีอุณหภูมิเกือบถึงจุดเยือกเเข็งอยู่รอมร่อ ก็ย่อมเเข็งก่อนเเน่นอน ซึ่งปรากฏการณ์นี้ สามารถใช้อธิบายน้ำที่มีช่วงอุณหภูมิต่างกัน เเต่ไม่ใกล้เคียงจุดเยือกเเข็งเกินไป