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Schlichting!: Das Rätsel von Mpemba

Wenn eine warme Flüssigkeit schneller gefriert als eine kalte, spielen möglicherweise Strömungsbewegungen die ­entscheidende Rolle.

Sagt Ihnen Mpemba etwas? Hinter dem fremdartigen Namen steckt das ungewöhnliche Phänomen, dass heißes Wasser unter sonst gleichen Bedingungen schneller gefriert als kaltes. Der "Mpemba-Effekt" scheint der physikalischen Intuition zu widersprechen. Denn zuerst denkt doch wohl jeder an ein Szenario wie dieses: Zwei gefüllte Behälter, die sich nur in der Wassertemperatur unterscheiden (zum Beispiel 20 und 70 Grad Celsius), werden zeitgleich abgekühlt. Das zu Beginn 70 Grad heiße Wasser wird nach einiger Zeit bei 20 Grad angekommen sein. Ab da hat es noch denselben Weg vor sich, den der Inhalt des Gefäßes mit anfangs 20 Grad bereits ein Stück weit hinter sich hat. Also wird das wärmere Wasser später gefrieren – logisch, oder?

Bereits Aristoteles bemerkte das merkwürdige Geschehen. Seitdem äußerten sich immer wieder Naturforscher dazu, etwa Roger Bacon (1214 – 1292) und René Descartes (1596 – 1650). Auch dem ersten deutschen Professor für Experimentalphysik Georg Christoph Lichtenberg (1742 – 1799) war bekannt, dass "gekochtes Wasser, welches sehr warm in ein kleines Zuckerglas gegossen und mit ungekochtem kalten Wasser zugleich der Kälte ausgesetzt wurde, eher gefror als das letztere".

In der Moderne geriet die Erscheinung wieder in Vergessenheit, bis der tansanische Schüler Erasto Mpemba in den 1960er Jahren beim Eismachen den fortan nach ihm benannten Effekt wiederentdeckte. Zahlreiche Untersuchungen folgten. Diese haben zwar vor Augen geführt, wie komplex das Problem ist – von einer einheitlichen, allgemein akzeptierten Erklärung kann aber nach wie vor nicht die Rede sein. ...

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  • Quellen

Jeng M.: The Mpemba Effect: When can Hot Water Freeze Faster than Cold? In: American Journal of Physics 74, S. 514 - 522, 2006

Schneider, J.: Der Mpemba-Effekt und seine Ursache. Ausarbeitung für "Jugend forscht", Rottweil 2014