お湯のほうが水よりも速く凍る!?【ムペンバ効果】とは何か?

chemnote
ちょっと怪しいけど、解明されていない科学として知られている【ムペンバ効果】についてまとめてみました。

ムペンパ効果とは?

氷のイメージ図

高温の湯が低温の水よりも早く凍結する現象。特殊な状況下で観察される現象で、必ず起こるわけではない。名称は、1960年代にこの現象を指摘したタンザニアの高校生の名前に由来。

タンザニアのErasto B. Mpemba氏の発見。

Erasto B. Mpemba氏
成人後のMpemba氏の写真

同氏は中学生のときに授業でアイスクリームを作っていて、熱いアイスクリーム・ミックスが冷たいものより速く凍ることに気付いた。
お湯が水より速く凍る:「ムペンバ効果」の再現に成功 « WIRED.jp

高校生時代に物理学者のDenis Osborne氏と共著で論文を公表

Denis Osborne氏
Mpemba氏は高校生時代の1969年に、物理学者のDenis Osborne氏と共著で、この現象に関する報告を『Physics Education』誌に発表した。
論文化されたのは、1969年だが、この現象は古くから知られた現象だったようで、アリストテレス、フランシス・ベーコン、ルネ・デカルトなどが指摘していたとされている。

イギリスの王立化学協会が2012年に,ムペンバ現象への解明に1000ポンドの懸賞金をかけていた

1000ポンドの懸賞金
はっきりと明確な答えが出ていない科学現象として、解明のための懸賞金が出されていた。

すでに、締め切りは過ぎているようですが、解明されたとは書かれていないです。

研究の進捗状況。何が原因でムベンバ効果が起こるかの議論がなされている。

これまで次のような要素や問題点が挙げられています.
・凍結の定義:全面凍結か表面凍結か,凍結開始か終りか
・過冷却:お湯の過冷却度が大きいのか.
・蒸発(潜熱):お湯の方が蒸発熱が大きい.
・対流(顕熱):上からの冷却と下からの冷却の違い.
・放射(放射熱):同上
・伝導(底からの伝導熱):下から冷却するときの特性.
・溶存気体:沸騰水は溶存気体が少ない?
・溶質:凍結の際への影響.
http://www.seppyo.org/jcsir2010/session_mpemba.pdf

要約すると、理論的にはムペンバ現象は容易に起こること、そしてその原因は、この実験系の場合、活発な蒸発により湯の残量が水より少なくなることです。
ムペンバ現象の研究近況 — 日本雪氷学会

1つの説として、論文にもなっている。

大槻教授の再現実験では、ムペンパ効果は馬鹿馬鹿しいエセ科学と批判。

大槻義彦 早稲田大学名誉教授

『冷蔵庫で氷を早く作りたいなら、一旦、お湯にしてから冷やせ!』とは、迷信です。ムペンバ効果は、相転移の物理の新しい発見でもなく、まして新しい法則でもありません。
7月 第5回 【ムペンバ効果、再び】: 大槻義彦のページ ―大槻義彦公式ブログ― powered by ココログ

大槻教授自身が再現を取ろうと実験を行った結果、全く根拠がない現象と断言している。
実験では、70℃のお湯、17℃の水を比較している。

再現をとるには、細かい実験設定が必要。実験失敗例の動画

様々な設備を備えた専門家の方々の実験結果を見た限り、「早く氷を作りたい時には湯を凍らせる」というのが、「日常生活の知恵」としては使えなさそう
2010/09/28 「ムペンバ現象(湯と水凍結逆転現象)のサイエンス 2010」 — Y.Amo(apj) Lab

ムペンパ効果??熱湯が一瞬で凍る世界

リンク

https://matome.naver.jp/odai/2138154342052164501
2013年10月21日