Ефект Мпемби, або чому гаряча вода замерзає швидше ніж холодна?

Ефект Мпемби (Парадокс Мпемби) - парадокс, який свідчить, що гаряча вода за деяких умов замерзає швидше, ніж холодна, хоча при цьому вона повинна пройти температуру холодної води в процесі замерзання. Даний парадокс є експериментальним фактом, що суперечить традиційним уявленням, згідно з якими при одних і тих же умовах більш нагрітого тіла для охолодження до деякої температури потрібно більше часу, ніж менш нагрітого тіла для охолодження до тієї ж температури.
Цей феномен помічали свого часу Арістотель, Френсіс Бекон і Рене Декарт, проте лише у 1963 році танзанійський школяр Ераста Мпемба встановив, що гаряча суміш морозива замерзає швидше, ніж холодна.
Будучи учнем Магамбінської середньої школи в Танзанії Ераста Мпемба робив практичну роботу з кухарської справи. Йому потрібно було виготовити саморобне морозиво - закип'ятити молоко, розчинити в ньому цукор, охолодити його до кімнатної температури, а потім поставити в холодильник для замерзання. Мабуть, Мпемба не був особливо старанним учнем і забарився з виконанням першої частини завдання. Побоюючись, що не встигне до кінця уроку, він поставив в холодильник ще гаряче молоко. На його подив, воно замерзло навіть раніше, ніж молоко його товаришів, приготоване за заданою технологією.

Після цього Мпемба експериментував не тільки з молоком, але й зі звичайною водою. У всякому разі, вже будучи учнем Мквавської середньої школи він поставив запитання професору Деннісу Осборну з університетського коледжу в Дар-Ес-Саламі (який був запрошений директором школи прочитати учням лекцію з фізики) саме з приводу води: "Якщо взяти два однакових контейнери з рівними обсягами води так, що в одному з них вода має температуру 35 °С, а в іншому 100 °С, і поставити їх в морозилку, то в другому вода замерзне швидше. Чому?" Осборн зацікавився цим питанням і незабаром у 1969 році вони разом з Мпембою опублікували результати своїх експериментів у журналі "Physics Education". Відтоді виявлений ними ефект називається ефектом Мпемби.

Досі ніхто точно не знає, як пояснити цей дивний ефект. У вчених немає єдиної версії, хоча їх існує багато. Вся справа в різниці властивостей гарячої та холодної води, але поки не зрозуміло, які саме властивості відіграють роль в цьому випадку: різниця в переохолодженні, випаровуванні, формуванні льоду, конвекції або впливі розріджених газів на воду при різних температурах.

Парадоксальність ефекту Мпемби в тому, що час, протягом якого тіло охолоджується до температури навколишнього середовища, має бути пропорційний різниці температур цього тіла і навколишнього середовища. Цей закон був встановлений ще Ньютоном і відтоді багато разів підтверджувався на практиці. У даному ж ефекті вода з температурою 100 °С охолоджується до температури 0 °С швидше, ніж така ж кількість води з температурою 35 °С.