Effetto Mpemba: quel segreto racchiuso nell’acqua

Chi ne sa qualcosa lo conosce come effetto Mpemba e si tratta di una reazione fisica per cui, se l’acqua viene esposta al calore, si raffredda – sì, avete letto bene – assai più rapidamente.

In termini più strettamente scientifici: esposta alla stessa temperatura esterna, una medesima quantità di acqua calda solidifica prima di quella fredda. Il primo, pensate, ad illustrare l’insospettabile ‘sintomo’ fu Aristotele, nel IV secolo a.C., esponendolo nella sua “Metereologica”. Il filosofo greco, osservando gli abitanti del Ponto nell’atto di pescare, notò che versavano acqua tiepida intorno alle canne, per formare ghiaccio, da utilizzare come piombo. Da qui l’intuizione: riscaldando il liquido si contribuisce al suo congelamento.

UNA PICCOLA GRANDE SCOPERTA…

Tra i fautori, illustri, della medesima teoria, Francesco Bacone. Ci volle tuttavia Erasto Mpemba (1963), per dare credito effettivo alle dissertazioni.

Di chi si tratta? Vi starete domandando. Un ragazzino. Uno studente di terza media, residente a Magamba, in Tanzania, che ‘cercava’, al pari dei compagni, di preparare un gelato.

Rimasto indietro rispetto agli altri, mise gli ingredienti nel congelatore, quando questi erano ancora caldi. Trascorsa un’ora e mezza, la sua ricetta era pronta, assai prima di quanti si erano limitati a seguire un percorso ‘ortodosso’.

Quando, nel 1969, il preside della scuola superiore di Iringa invitò il professor Denis Osborne dell’Università di Dar er Salaam a tenere una lezione di fisica, fu sempre Mpemba a domandare: “Se si prendono due contenitori simili con volumi uguali di acqua, uno a 35 gradi e l’altro a 100 gradi e li si mettono in un congelatore, quello che era a 100 gradi si congela per primo; perché?”. Una considerazione, ritenuta talmente valida da far sì che, nello stesso anno, i risultati dell’esperimento venissero pubblicati.

Diverse, da allora, le congetture, affiancate dalle supposizioni. Per spiegare il fenomeno c’è chi focalizza l’attenzione sul fatto che il bicchiere caldo sciolga il leggero strato di ghiaccio che, normalmente, ricopre i ripiani del congelatore e pone a contatto diretto il contenitore con il metallo freddo. Inoltre, nel liquido più caldo si verifica un moto di convezione che migliora lo scambio di calore con l’esterno.

Di fatto, un gruppo di scienziati dell’Università della British Columbia ha voluto approfondire la questione. Lo studio sul raffreddamento esponenziale, pubblicato su Nature, testimonia che l’acqua diventa più densa, man mano che si raffredda (giunge al suo massimo intorno ai 4 gradi), per poi tornare meno densa, nel momento in cui si congela.

Inoltre, quando il passaggio avviene all’improvviso, si perde lo stato di equilibrio termico. Durante questa fase transitoria, il ‘viaggio’ da uno stato all’altro risulta agevolato. Perciò accade più repentino.

Una fenomeno, a detta dei ricercatori, legato non solo all’acqua e, probabilmente, assai diffuso in natura. Molto più di quel che immaginiamo.

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