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Descifran por qué el agua caliente se congela más rápido

Aristóteles fue el primero en descubrir que el agua caliente se congela más rápido que la fría, pero los químicos nunca pudieron explicar esta paradoja – hasta ahora.

 

Las pruebas lo demuestran: el agua caliente enfría más rápido

Las pruebas lo demuestran: el agua caliente enfría más rápido

 

El agua es una sustancia abundante y cotidiana, pero no deja de ser misteriosa. Como otros líquidos, se vuelve más densa al enfriarse, pero a diferencia de otros líquidos llega a un estado de máxima densidad a 4 grados y luego se vuelve menos densa a medida que se enfría. En estado sólido es aún menos densa, lo cual explica que los hielos floten en el agua.

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Luego viene el efecto Mpeba, un extraño fenómeno nombrado a partir de un estudiante de Tanzania que descubrió que una mezcla de helado caliente se congela más rápido que si estuviera fría, durante una clase de cocina en los años sesenta. También Descartes y Francis Bacon lo habían notado, pero nadie lo supo explicar.

Hubo teorías: que un contenedor cálido hace mejor contacto termal con un refrigerador y que por ende conduce el calor más eficientemente, enfriando mejor, por ejemplo. Que el agua caliente se evapora rápidamente, y como se trata de un proceso endotérmico, el agua se enfría más rápido, congelándose a mayor velocidad. Pero ninguna de estas explicaciones sonaba convicente… hasta ahora.

 

El helado, clave para descubrir el efecto Mpeba

El helado, clave para descubrir el efecto Mpeba

 

Xi Zhang, de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur, encontró la respuesta: la paradoja de Mpeba es el resultado de propiedades particulares de las uniones que mantiene al agua unida. Una molécula de agua consiste de un átomo de oxígeno unido a dos más pequeños de hidrógeno, a través de uniones covalentes. Pero también importa la relación entre los hidrógenos de dos moléculas que entran en relación; de hecho, el agua tiene un punto de ebullición más alto que otros líquidos de moléculas similares porque las uniones de hidrógeno la mantienen unida. Son fuertes.

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Xi y compañía dicen que las uniones de hidrógeno son las que explican el efecto Mpeba, ya que son las que generan mayor unidad entre moléculas de agua, lo cual hace que haya una repulsión natural entre moléculas, que a su vez genera que las uniones covalentes puedan almacenar más energía. A medida que el agua se calienta, las uniones de hidrógeno se estiran y las moléculas de agua se alejan. Esto permite que las moléculas covalentes se achiquen y cedan su energía. Lo importante es que este proceso equivalente al enfriamiento.

De hecho, el efecto es como si se produjera un enfriamiento adicional, y por eso el agua caliente se congela más rápido que la fría. Los científicos calcularon la magnitud del efecto adicional y se demostró que coincide exactamente con las diferencias observadas en experimentos que miden las diferentes tazas de enfriamento de agua fría y caliente.

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Ahí lo tienen: el agua sigue teniendo cualidades que desconocemos. Tan transparente y omnipresente, y a la vez tan misteriosa…

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4 thoughts on “Descifran por qué el agua caliente se congela más rápido”

  1. Fabricio dice:

    “Una molécula de agua consiste de un átomo de agua unido a dos más pequeños de hidrógeno”.. “átomo de agua”!? se equivocaron.. seria que la molécula de agua esta formada por un átomo de OXIGENO y dos de hidrógeno

    1. Buendiario dice:

      Sí, Fabricio, fue un error, ya fue corregido. Gracias por avisar!

  2. ana dice:

    hola, solo queria comentar que el agua es un oxigeno unido a dos hidrogenos. creo que hubo un error ahi. muy bueno el diario! saludos!!

    1. Buendiario dice:

      Hola, Ana. Gracias por avisar, era un error en la nota (decía “un átomo de agua” cuando debía decir “un átomo de oxígeno”), pero ya fue corregido. Gracias nuevamente y saludos!

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