Bu olay Mpemba etkisi olarak bilinir. Ama önemli bir düzeltme var: Sıcak su her koşulda soğuk sudan daha hızlı donmaz. Belirli koşullarda sıcak su gerçekten daha hızlı donabilir.
Nedeninin tek bir açıklaması yok; birkaç fiziksel etki birlikte rol oynayabilir:
- Buharlaşma: Sıcak sudan daha fazla su buharlaşır. Böylece geriye daha az su kalır ve donması gereken miktar azalır.
- Isı taşınımı: Sıcak suyun içinde daha güçlü dolaşım (konveksiyon) oluşabilir. Bu, ısının daha hızlı dışarı aktarılmasına yardımcı olabilir.
- Kabın etkisi: Sıcak kap, dondurucudaki buz veya yüzeyle temas koşullarını değiştirebilir; bu da ısı transferini etkileyebilir.
- Çözünmüş gazlar: Isıtma, suda çözünmüş gazların miktarını değiştirir ve bu da bazı koşullarda donma davranışını etkileyebilir.
- Aşırı soğuma: Su, 0 °C’nin altına inse bile hemen buz oluşturmayabilir. Başlangıç koşulları bu olayı değiştirebilir.
Örneğin 80 °C’deki 500 ml suyun, 20 °C’deki 500 ml sudan daha hızlı donması bazı deney düzeneklerinde görülebilir; ancak farklı kap, miktar, dondurucu sıcaklığı ve başlangıç koşullarında sonuç tamamen tersine dönebilir.
Kısacası: “Sıcak su her zaman daha hızlı donar” yanlış. Bazı özel koşullarda sıcak suyun daha hızlı donabilmesine Mpemba etkisi denir. En önemli faktörlerden biri buharlaşma ve ısı transferindeki değişikliklerdir.