dinsdag 24 mei 2011

MPEMBAS ONTDEKKING

hotcold
Op de site van Grenswetenschap kwam ik het volgende tegen:

Het Mpemba Effect

Water blijft één van de raadselachtigste stoffen in het bekende universum. In sommige gevallen kan heet water sneller afkoelen dan koeler water en eerder bevriezen.

Dit effect, in 1963 ontdekt door de scholier Erasto B. Mpemba, is natuurkundig gezien eigenlijk onmogelijk. Heet water bevat meer warmte dan koud water. Alle bekende processen voeren sneller warmte af van heet water dan van koud water, dus vanaf het moment dat de temperatuur van het ooit hete water lager is dan dat van het koude water, gebeurt er iets dat helemaal niet kan volgens de bekende warmteleer.

Onmogelijk, oordeelden zijn leraar (al zag hij het met eigen ogen), klasgenoten en natuurkundigen dus. De arme Erasto werd door iedereen uitgelachen.

Het eigenwijze jongetje uit Tanzania liet dat echter niet op zich zitten en toonde met behulp van een volwassen wetenschapper hun ongelijk aan...

Het raadsel water
Water, daar zijn de meeste onderzoekers het wel over eens, is zeer merkwaardig spul. Zo bestaan er meer dan tien vormen van ijs, variërend van de huis-tuin en keukenvariant in je drankje tot een geelgloeiende hogedrukvariant waarin de waterstofatomen tussen de zuurstofatomen doorstromen van tegen de tweeduizend graden heet, die, denken wetenschappers, in de diepten van Neptunus schuilgaat. Ook water als vloeistof gedraagt zich merkwaardig.

"Mpemba physics"
Het twaalfjarige jongetje maakte in 1963 roomijs door in verschillende bekers roomijsvla met verschillende temperaturen te gieten. Hij ontdekte iets verbijsterends: hete bekers roomijs bevroren sneller dan koele bekers. Zijn natuurkundeleraar weigerde zijn ogen te geloven.

Mpemba geloofde eerst zijn leraar, maar deed toch navraag. Inderdaad vertelden ijsverkopers in de omgeving dat zij warme vloeistof in de vriezer zetten omdat dat sneller bevroor dan koude vloeistof.
Toen Mpemba dit vertelde en op zijn standpunt bleef staan, noemden de leraar en de klasgenoten van Erasto dit "Mpemba natuurkunde" en maakten de arme jongen daarna geregeld belachelijk.

Ondanks (of misschien juist wel daarom) volgde Mpemba daarna een vervolgstudie aan de middelbare school in een grotere plaats.

Happy end
Gelukkig voor Erasto nodigde de hoofdmeester daar natuurkundige Dr. Denis G. Osborne uit om een lezing te geven over natuurkunde. Na de lezing stelde Erasto de vraag waarom heet water soms sneller bevriest dan koud water. Osborne reageerde eerst uiterst sceptisch maar nam thuis toch de proef op de som. Inderdaad bleek Mpemba gelijk te hebben.

Het verhaal kreeg daardoor toch een happy end. Mpemba en Osborne schreven een wetenschappelijk artikel over wat later het Mpemba Effect is komen te heten en ook nu natuurkundigen voor een raadsel stelt. Mpemba was geheel gerehabiliteerd, omdat zijn experiment geheel reproduceerbaar was. Mpemba werkte daarna als hoofd wildbeheer voor ministerie van park- en wildbeheer in Tanzania.

Nog steeds wetenschappelijk raadsel
De verklaring is ook nu nog niet bekend. Van de vier veelgenoemde verklaringen: verdamping, convectie, opgeloste gassen en de omringende omgeving, zijn enkele door de grondige experimenten van Osborne uitgesloten. Zo is de hoeveelheid verdamping te weinig om de warmteafvoer te verklaren. Opgeloste gassen waren eerder al verwijderd door het water te koken. De omringende omgeving varieerde sterk bij diverse experimenten en bleek geen noemenswaardige invloed te hebben. Convectie en onderkoeling kunnen -misschien - de verklaring zijn. Beide verklaringen zijn niet waterdicht.

Kortom: de natuur bevat nog de nodige verrassingen. Ook professionele wetenschappers kunnen het mis hebben en door een amateur die grondig de wetenschappelijke methode volgt, op hun nummer gezet worden. Alleen door experimenten is een objectief oordeel te vellen.

DIT BERICHT IS LETTERLIJK OVERGENOMEN 
VAN HET VOLGENDE ARTIKEL 
VAN DE VOLGENDE SITE