Toch even opwarmen voor het snelste ijs

Wat bevriest het snelst: heet water of koud water? Het is een klassieker, maar het weerhoudt het Britse vakblad voor natuurkundigen PhysicsWorld er deze maand niet van de vraag nog maar eens op te werpen....

Martijn van Calmthout

Gek genoeg heeft heet water tot nog toe de beste papieren. Aristoteles had het er 350 voor Christus al over. In de 17de eeuw dacht ook Francis Bacon dat warm gemakkelijker bevriest. René Descartes viel hem bij. En ook nu nog zweren velen dat je beter ijsblokjes kunt maken met heet water. Dat in de winter vooral warmwaterleidingen gevaar lopen bij vorst. En dat je ijsbanen met warm water moet dweilen.

Maar is het waar? Op het eerste gezicht is het namelijk onmogelijk dat heet water sneller bevriest. Fysici kennen de koelwet van Newton, die inderdaad zegt dat de snelheid waarmee een object afkoelt, evenredig is met het temperatuurverschil met die omgeving. Water van honderd graden koelt dus inderdaad sneller af, maar het moet toch eerst de kamertemperatuur passeren om het vriespunt te bereiken. Dus als water van kamertemperatuur er tien minuten over doet om te bevriezen, doet het water van honderd graden er zeker langer over.

Alleen is die logica van beperkte waarde. Wie zegt dat water dat van honderd graden naar kamertemperatuur afkoelt, echt hetzelfde water is als water dat niet is opgewarmd? Experimenten wijzen in elk geval uit dat het zogeheten Mpemba-effect (genoemd naar de Tanzaniaanse student die het herontdekte toen hij op school snel ijs moest maken) geen verzinsel is.

Al in 1977 verschenen in Scientific American reeksen metingen van de koeltijd van water van verschillende temperaturen. Soms is heet iets sneller koud dan wat kouder, was de conclusie, vooral in het gebied boven de zeventig graden. Maar veel ervan kon net zo goed toeval zijn, of afhangen van het gebruikte bekerglas of zelfs het type thermometer.

De interesse van wetenschappers was niettemin gewekt en sindsdien is er een hele reeks theoretische suggesties gedaan die Mpemba zouden kunnen verklaren. In theorie kan afkoelend water om allerlei redenen andere fysische eigenschappen hebben dan koud water, meldt Monwhea Jeng van de universiteit van Californië nu aan PhysicsWorld.

De simpelste is verdamping, waardoor water verdwijnt en die extra warmte aan de vloeistof onttrekt. Volgens anderen speelt de temperatuurafhankelijke oplosbaarheid van gasbelletjes een rol; daarop ontstaan de eerste ijskristalletjes. Nog een andere mogelijkheid is dat in heet water meer stromingen optreden, convectie, waardoor warmte effectiever wordt afgevoerd.

Een beetje systematische student kan het zo uitzoeken, denkt Jeng. 'Mits deze zich ook realiseert dat het vast uitmaakt of je het water in een lege vriezer zet of ingeklemd tussen stukken pizza en berijpte bakken roomijs.'

Martijn van Calmthout

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden