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{"id":39373,"date":"2022-09-04T19:37:53","date_gmt":"2022-09-04T17:37:53","guid":{"rendered":"https:\/\/finaletheorie.org\/?p=39373"},"modified":"2023-01-19T19:48:19","modified_gmt":"2023-01-19T18:48:19","slug":"2022-09-friert-heisses-wasser-schneller-als-kaltes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/finaletheorie.org\/39373\/2022-09-friert-heisses-wasser-schneller-als-kaltes\/","title":{"rendered":"2022\/09: Friert hei\u00dfes Wasser schneller als kaltes?"},"content":{"rendered":"\n

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Spektrum.de<\/strong>: Friert hei\u00dfes Wasser schneller als kaltes?<\/a><\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n
Auch Jahrzehnte nachdem ein tansanischer Teenager die Erforschung des \u00bb Mpemba-Effekts<\/a>\u00ab initiiert hat, ist unklar, wie Fl\u00fcssigkeiten abk\u00fchlen. Die Kontroverse h\u00e4lt bis heute\u00a0an.<\/div>\n
von Adam Mann<\/a><\/div>\n
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$\"Eisblumen$ <\/div>\n
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\u00a9 Milous \/ Getty Images \/ iStock (Ausschnitt)<\/i><\/div>\n
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Es bleibt umstritten in der Wissenschaftswelt, ob hei\u00dfes Wasser tats\u00e4chlich schneller einfriert als kaltes.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/figcaption>\n<\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Es klingt wie eines der einfachsten Experimente \u00fcberhaupt: Man nehme zwei Tassen Wasser, eine hei\u00df, eine kalt. Man stelle beide in einen Gefrierschrank und beobachte, welche Fl\u00fcssigkeit zuerst gefriert. Der gesunde Menschenverstand sagt, dass es die kalte sein wird. Doch bedeutende Gelehrte wie Aristoteles, Ren\u00e9 Descartes und Sir\u00a0Francis Bacon wollen allesamt beobachtet haben, dass hei\u00dfes Wasser schneller abk\u00fchlt. Ebenso berichten Sanit\u00e4rfachleute, dass Warmwasserrohre bei Minusgraden platzen, w\u00e4hrend kalte Rohre intakt bleiben. Vor mehr als einem halben Jahrhundert ist ein Streit dar\u00fcber entbrannt, ob das sein kann\u00a0\u2013 und er h\u00e4lt bis heute\u00a0an.<\/p>\n
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Der moderne Begriff daf\u00fcr, dass hei\u00dfes Wasser schneller gefriert als kaltes, ist \u00bbMpemba-Effekt\u00ab. Benannt ist er nach Erasto Mpemba, einem tansanischen Teenager, der zusammen mit dem Physiker Denis Osborne in den 1960er\u00a0Jahren die ersten systematischen, wissenschaftlichen Studien dazu durchf\u00fchrte. Sie konnten den Effekt zwar beobachten, aber in Folgeversuchen gelang es nicht, dieses Ergebnis konsequent zu wiederholen. Selbst extrem pr\u00e4zise Experimente zur Untersuchung des Gefrierprozesses scheinen durch viele subtile Details beeinflusst zu werden. Forscher haben deshalb oft Schwierigkeiten festzustellen, ob sie alle st\u00f6renden Variablen ber\u00fccksichtigt haben.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n
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W\u00e4hrend die Kontroverse dar\u00fcber, ob der Mpemba-Effekt tats\u00e4chlich in Wasser auftritt, noch andauert, konnte das Ph\u00e4nomen in den vergangenen Jahren in diversen anderen Substanzen beobachtet werden \u2013 in kristallinen Polymeren, in eis\u00e4hnlichen Feststoffen, den so genannten Clathrathydraten, und in Manganitmineralen, die in einem Magnetfeld abk\u00fchlen. Diese neuen Erkenntnisse helfen den Forscherinnen und Forschern, die komplizierte Dynamik von Systemen zu verstehen, die sich nicht im thermodynamischen Gleichgewicht befinden. Eine Gruppe von Physikern, die sich mit der Modellierung von Systemen au\u00dferhalb des thermodynamischen Gleichgewichts befasst, sagte voraus, dass der Mpemba-Effekt in einer Vielzahl von Materialien auftreten k\u00f6nnte (ebenso wie der umgekehrte Effekt, dass sich ein kalter Stoff schneller erw\u00e4rmt als ein warmer). Neuere Studien scheinen diese \u00dcberlegungen zu best\u00e4tigen.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Mpemba, und ich werde Ihnen von meiner Entdeckung erz\u00e4hlen, die auf den unsachgem\u00e4\u00dfen Gebrauch eines K\u00fchlschranks zur\u00fcckzuf\u00fchren ist.\u00ab So beginnt ein 1969 <a href=\"https:\/\/iopscience.iop.org\/article\/10.1088\/0031-9120\/4\/3\/312\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">in der Zeitschrift \u00bbPhysics Education\u00ab<\/a> ver\u00f6ffentlichter Artikel, in dem Mpemba davon erz\u00e4hlt, wie er an der Magamba Secondary School in Tansania mit seinen Klassenkameraden Eiscreme herstellen wollte.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"row collapse hide-for-print\">\n<div class=\"small-12 columns\">\u00a0<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"row align-center\">\n<div class=\"small-12 medium-8 columns\">\n<p>Der Platz im Eisfach des K\u00fchlschranks war begrenzt, und in der Eile, die letzte verf\u00fcgbare Eisschale zu ergattern, entschied sich Mpemba, nicht zu warten, bis sein Gebr\u00e4u aus gekochter Milch und Zucker auf Raumtemperatur abgek\u00fchlt war, wie es die anderen Sch\u00fcler getan hatten. Anderthalb Stunden sp\u00e4ter war seine Mischung zu Eiscreme gefroren, w\u00e4hrend die seiner geduldigeren Klassenkameraden ein dickfl\u00fcssiger Brei blieb. Als Mpemba seinen Physiklehrer fragte, warum dies geschah, sagte dieser: \u00bbDu bist verwirrt. Das kann nicht sein.\u00ab<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>Ein wenig sp\u00e4ter besuchte Denis Osborne Mpembas Physikunterricht an der Highschool. Er erinnerte sich, dass der Teenager die Hand hob und fragte: \u00bbWenn man zwei Bechergl\u00e4ser mit gleichem Wasservolumen nimmt, eines mit 35\u00a0Grad Celsius und das andere mit 100\u00a0Grad Celsius, und sie in einen K\u00fchlschrank stellt, gefriert dasjenige, das zu Beginn 100\u00a0Grad hatte, zuerst. Warum?\u00ab Fasziniert davon lud Osborne Mpemba an das University College in Dar\u00a0es\u00a0Salaam ein. Dort arbeiteten die beiden mit einem Labortechniker zusammen\u00a0\u2013 und fanden tats\u00e4chlich Beweise f\u00fcr den Effekt, der heute Mpembas Namen tr\u00e4gt. Dennoch kam Osborne zu dem Schluss, dass die Tests unpr\u00e4zise waren und anspruchsvollere Experimente erforderlich seien, um herauszufinden, was da genau passiert.<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<div class=\"row collapse\">\n<div class=\"small-12 columns\">\n<figure class=\"image image__article\">\n<div class=\"img-wrapper th__2000\"><img decoding=\"async\" class=\"full\" title=\"Erasto Mbempa\" src=\"https:\/\/static.spektrum.de\/fm\/912\/f2000\/36093306_pa.jpg\" alt=\"Erasto Mbempa\"><\/div>\n<figcaption>\n<div class=\"row\">\n<div class=\"small-12 columns\">\n<div class=\"image-copyright\">\u00a9 David Parry \/ empics \/ picture alliance (Ausschnitt)<\/div>\n<div>\u00a0<\/div>\n<div class=\"image-text\">Erasto Mpemba | Als Jugendlicher initiierte Erasto Mpemba aus Tansania die wissenschaftliche Diskussion dar\u00fcber, ob hei\u00dfes Wasser schneller zu Eis wird als kaltes. Das dahinterliegende Ph\u00e4nomen ist nach ihm benannt.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/figcaption>\n<\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<p>Im Lauf der Jahrzehnte schlugen Wissenschaftler eine Vielzahl theoretischer Erkl\u00e4rungen f\u00fcr den Mpemba-Effekt vor. Wasser ist eine seltsame Substanz. Es weist in festem Zustand eine geringere Dichte auf als in fl\u00fcssigem Zustand. Es kann bei derselben Temperatur in fester und fl\u00fcssiger Phase nebeneinander existieren. Einige haben vorgeschlagen, dass Hitze das lockere Netzwerk der schwachen polaren Wasserstoffbr\u00fcckenbindungen zwischen den Wassermolek\u00fclen in einer Probe zerst\u00f6ren k\u00f6nnte, wodurch die Unordnung zunimmt. Das verringere m\u00f6glicherweise den Energieaufwand f\u00fcr das Abk\u00fchlen der Probe.<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>Eine etwas banalere Erkl\u00e4rung ist, dass hei\u00dfes Wasser schneller verdampft als kaltes, wodurch sein Volumen abnimmt und damit auch die Zeit, bis es gefriert. Kaltes Wasser k\u00f6nnte auch mehr gel\u00f6ste Gase enthalten, die seinen Gefrierpunkt senken. Vielleicht kommen aber auch \u00e4u\u00dfere Faktoren ins Spiel: Eine Frostschicht in einem Gefrierschrank kann wie ein Isolator wirken und verhindern, dass W\u00e4rme aus einer kalten Tasse entweicht, w\u00e4hrend eine hei\u00dfe Tasse den Frost zum Schmelzen bringt und schneller abk\u00fchlt.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"row collapse hide-for-print\">\n<div class=\"small-12 columns\">\n<aside class=\"tile99-wrapper\" data-gtm-vis-recent-on-screen-1755601_198=\"269583\" data-gtm-vis-first-on-screen-1755601_198=\"269583\" data-gtm-vis-total-visible-time-1755601_198=\"100\" data-gtm-vis-has-fired-1755601_198=\"1\">\n<div id=\"iqadtile99\" class=\"iq-ad-tile\">\u00a0<\/div>\n<\/aside>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"row align-center\">\n<div class=\"small-12 medium-8 columns\">\n<p>Bei all diesen Erkl\u00e4rungen gehen Wissenschaftler davon aus, dass der Effekt real ist, dass hei\u00dfes Wasser tats\u00e4chlich schneller gefriert als kaltes. Doch nicht jeder ist davon \u00fcberzeugt, dass das wirklich so\u00a0ist.<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>Im Jahr\u00a02016 f\u00fchrten der Physiker Henry Burridge vom Imperial College London und der Mathematiker Paul Linden von der University of Cambridge ein Experiment durch, das zeigte, wie sehr dieser Effekt von einzelnen Details der Messung beeinflusst wird. Sie vermuteten, dass hei\u00dfes Wasser zwar zun\u00e4chst einige Eiskristalle bildet, aber l\u00e4nger braucht, um vollst\u00e4ndig zu gefrieren. Da beide Vorg\u00e4nge schwer zu messen sind, untersuchten Burridge und Linden stattdessen, wie lange das Wasser braucht, um null Grad Celsius zu erreichen. Sie stellten fest, dass die Messwerte davon abhingen, wo sie das Thermometer positionierten. Wenn sie die Temperaturen zwischen der hei\u00dfen und der kalten Tasse auf gleicher H\u00f6he verglichen, trat der Mpemba-Effekt nicht auf. Wenn die Messpunkte jedoch auch nur um einen Zentimeter voneinander abwichen, konnten sie den Mpemba-Effekt f\u00e4lschlicherweise best\u00e4tigen. Bei der Durchsicht der Literatur stellten Burridge und Linden fest, dass nur Mpemba und Osborne in ihrer ersten Studie einen Mpemba-Effekt sahen, der zu ausgepr\u00e4gt war, um auf diese Art von Messfehler zur\u00fcckzugehen.<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>Die Ergebnisse \u00bbzeigen, wie empfindlich diese Experimente sind, selbst wenn man den Einfrierprozess nicht mit einbezieht\u00ab, sagt Burridge.<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>Dennoch glauben viele Forscher, dass der Mpemba-Effekt zumindest unter bestimmten Bedingungen auftreten kann. Immerhin schrieb Aristoteles bereits im 4.\u00a0Jahrhundert v.\u00a0Chr., dass \u00bbviele Menschen, wenn sie Wasser schnell abk\u00fchlen wollen, es zun\u00e4chst in die Sonne stellen\u00ab, die Vorteile davon also offenbar schon vor der Erfindung empfindlicher Thermometer feststellbar waren. Auch Mpemba konnte als Sch\u00fcler den Unterschied zwischen seinem gefrorenen Eis und der Pampe seiner Klassenkameraden eindeutig erkennen. Trotzdem weisen die Ergebnisse von Burridge und Linden auf einen wichtigen Grund hin, warum der Mpemba-Effekt\u00a0\u2013 ob er nun wirklich existiert oder nicht\u00a0\u2013 so schwer nachzuweisen sein k\u00f6nnte: In einem Becher mit schnell abk\u00fchlendem Wasser schwankt die Temperatur stark, weil das Wasser nicht im Gleichgewicht ist. Und Systeme, die nicht im Gleichgewicht sind, haben Physiker noch immer nicht richtig verstanden.<\/p>\n<aside class=\"kiosk__inline portrait hide-for-print\">\n<div class=\"kiosk__inline_grid\">\n<div class=\"kiosk__inline_text_wrapper\">\n<div class=\"kiosk__inline_text_wrapper_inner\">\u00a0<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/aside>\n<p>Im Gleichgewicht kann man eine Fl\u00fcssigkeit in einer Flasche durch eine Gleichung mit drei Parametern beschreiben: ihre Temperatur, ihr Volumen und die Anzahl der Molek\u00fcle. Stellt man die Flasche in einen Gefrierschrank, werden die Karten neu gemischt. Die Teilchen am \u00e4u\u00dferen Rand werden in eine eisige Umgebung getaucht, w\u00e4hrend die Teilchen in der Tiefe warm bleiben. Begriffe wie Temperatur und Druck sind nicht mehr klar definiert, sondern schwanken best\u00e4ndig.<\/p>\n<h3>Das Gleichgewicht nimmt seltsame Umleitungen<\/h3>\n<p>Als Zhiyue Lu von der University of North Carolina in der Mittelstufe \u00fcber den Mpemba-Effekt las, schlich er sich heimlich in eine \u00d6lraffinerie in der chinesischen Provinz Shandong, in der seine Mutter arbeitete, und nutzte Pr\u00e4zisionslaborger\u00e4te, um die Temperatur als Funktion der Zeit in einer Wasserprobe zu messen. Sp\u00e4ter, als er sich als Doktorand mit Nichtgleichgewichtsthermodynamik besch\u00e4ftigte, versuchte er, seinen Ansatz zum Mpemba-Effekt neu zu formulieren: \u00bbGibt es irgendeine thermodynamische Regel, die Folgendes verbietet: Etwas, das weiter vom Gleichgewichtszustand entfernt beginnt, n\u00e4hert sich dem Gleichgewicht schneller als etwas, das in der N\u00e4he startet?\u00ab<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"row collapse hide-for-print\">\n<div class=\"small-12 columns\">\u00a0<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"row align-center\">\n<div class=\"small-12 medium-8 columns\">\n<p>Lu traf Oren Raz, der heute am Weizmann Institute of Science in Israel statistische Nichtgleichgewichtsmechanik studiert, und sie begannen, einen Forschungsansatz zu entwickeln, um den Mpemba-Effekt allgemein zu untersuchen, nicht nur in Wasser. In ihrer <a href=\"https:\/\/www.pnas.org\/doi\/10.1073\/pnas.1701264114\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">2017 in den \u00bbProceedings of the National Academy of Sciences\u00ab<\/a> (PNAS) ver\u00f6ffentlichten Arbeit modellierten sie die zuf\u00e4llige Dynamik von Teilchen und zeigten, dass es im Prinzip Nichtgleichgewichtsbedingungen geben kann, unter denen der Mpemba-Effekt und seine Umkehrung auftreten. Die abstrakten Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Bestandteile eines hei\u00dferen Systems auf Grund ihrer h\u00f6heren Energie in der Lage sind, mehr m\u00f6gliche Konfigurationen einzunehmen, und daher Zust\u00e4nde annehmen, die als eine Art Umleitung dienen. Sie erm\u00f6glichen es dem hei\u00dfen System, ein k\u00fchleres zu \u00fcberholen, w\u00e4hrend beide in einen k\u00e4lteren Endzustand fallen.<\/p>\n<blockquote>\u00bbWir alle haben die naive Vorstellung, dass sich die Temperatur gleichm\u00e4\u00dfig \u00e4ndert\u00abOren Raz, Physiker<\/blockquote>\n<p>\u00bbWir alle haben die naive Vorstellung, dass sich die Temperatur gleichm\u00e4\u00dfig \u00e4ndert\u00ab, sagt Raz. \u00bbMan beginnt bei einer hohen Temperatur und gelangt \u00fcber eine mittlere zu einer niedrigen Temperatur.\u00ab Aber bei etwas, was aus dem Gleichgewicht gebracht wird, \u00bbkann man nicht wirklich sagen, dass das System eine Temperatur hat\u00ab, und \u00bbdeshalb kann man seltsame Abk\u00fcrzungen nehmen\u00ab.<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>Die zum Nachdenken anregende Arbeit weckte das Interesse anderer, darunter eine spanische Gruppe, die begann, so genannte k\u00f6rnige Fl\u00fcssigkeiten zu simulieren\u00a0\u2013 Ansammlungen starrer Partikel wie Sand oder Samen, die wie Fl\u00fcssigkeiten flie\u00dfen k\u00f6nnen. Die Forscher zeigten, dass auch diese mpemba\u00e4hnliche Effekte aufweisen.<\/p>\n<aside class=\"kiosk__inline landscape hide-for-print\">\n<div class=\"kiosk__inline_grid\">\n<div class=\"kiosk__inline_text_wrapper\">\n<div class=\"kiosk__inline_text_wrapper_inner\"><span class=\"kiosk__inline_intro\">Das k\u00f6nnte Sie auch interessieren: <\/span> <span class=\"kiosk__inline_mag\">Spektrum Kompakt<\/span> <span class=\"kiosk__inline_description\"> Science not fiction \u2013 Die Welt der Technik<\/span><\/div>\n<\/div>\n<div class=\"img-wrapper th__640_480\">\u00a0<\/div>\n<\/div>\n<\/aside>\n<p>Die statistische Physikerin Marija Vucelja von der University of Virginia fragte sich zudem, wie verbreitet das Ph\u00e4nomen ist: \u00bbK\u00f6nnte es sogar f\u00fcr die Optimierung von Heiz- und K\u00fchlprozessen n\u00fctzlich sein?\u00ab <a href=\"https:\/\/journals.aps.org\/prx\/abstract\/10.1103\/PhysRevX.9.021060\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">In einer Studie aus dem Jahr 2019<\/a> fanden sie, Raz und zwei Koautoren heraus, dass der Mpemba-Effekt in einem betr\u00e4chtlichen Anteil ungeordneter Materialien wie etwa Glas auftreten kann. Auch wenn Wasser kein solches System ist, umfassten die Ergebnisse eine enorme Vielfalt an m\u00f6glichen Substanzen.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"row collapse hide-for-print\">\n<div class=\"small-12 columns\">\u00a0<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"row align-center\">\n<div class=\"small-12 medium-8 columns\">\n<p>Um herauszufinden, ob diese theoretischen Vermutungen auch in der Realit\u00e4t zutreffen, wandten sich Raz und Lu an John Bechhoefer, einen Experimentalphysiker. \u00bbSie schnappten mich buchst\u00e4blich nach einem Vortrag und sagten: \u203aHey, wir haben da etwas, das wir dir erz\u00e4hlen wollen\u2039\u00ab, erinnert sich Bechhoefer.<\/p>\n<h3>Die Energielandschaft erkunden<\/h3>\n<p>Der Versuchsaufbau, den sich Bechhoefer und sein Mitarbeiter Avinash Kumar ausgedacht haben, bietet einen n\u00fcchternen Blick auf eine Ansammlung von Teilchen unter dem Einfluss verschiedener Kr\u00e4fte. Eine mikroskopische Glasperle, die ein Teilchen darstellt, wird in einer w-f\u00f6rmigen \u00bbEnergielandschaft\u00ab platziert, die Laser erzeugen. Allerdings haben die beiden unteren Spitzen nicht die gleiche Tiefe. Das tiefere der beiden T\u00e4ler in dieser Landschaft ist ein stabiler Ruhepunkt. Das flachere Tal ist ein \u00bbmetastabiler\u00ab Zustand\u00a0\u2013 ein Teilchen kann dort hineinfallen, wird aber m\u00f6glicherweise in das tiefere Tal gesto\u00dfen. Die Wissenschaftler tauchten diese Landschaft in Wasser und legten die Glasperle mit einer optischen Pinzette 1000-mal hinein; insgesamt entspricht dieser Versuch somit einem System mit 1000\u00a0Teilchen.<\/p>\n<p>Ein zun\u00e4chst \u00bbhei\u00dfes\u00ab System ist eines, in dem die Glasperle \u00fcberall platziert werden kann, da hei\u00dfere Systeme mehr Energie haben und daher mehr von der Landschaft erkunden k\u00f6nnen. In einem \u00bbwarmen\u00ab System ist die Ausgangsposition auf einen kleineren Bereich in der N\u00e4he der T\u00e4ler beschr\u00e4nkt. W\u00e4hrend der Abk\u00fchlung lie\u00df sich die Glasperle zun\u00e4chst in einer der beiden Vertiefungen nieder und sprang dann \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum zwischen den beiden Vertiefungen hin und her, wobei sie von den Wassermolek\u00fclen umhergeschleudert wurde. Die Abk\u00fchlung galt als abgeschlossen, wenn sich die Glaskugel so stabilisiert hatte, dass sie eine bestimmte Zeit in jeder Vertiefung verbrachte, beispielsweise 20 Prozent der Zeit in der metastabilen Vertiefung und 80 Prozent in der stabilen Vertiefung. (Diese Werte hingen von der Anfangstemperatur des Wassers und der Gr\u00f6\u00dfe der T\u00e4ler ab.)<\/p>\n<p>Bei bestimmten Ausgangsbedingungen brauchte das hei\u00dfe System l\u00e4nger, um sich in eine endg\u00fcltige Konfiguration einzupendeln, als das warme System, was unserer Intuition entspricht. Aber manchmal setzten sich die Teilchen im hei\u00dfen System auch schneller in den Vertiefungen fest. Wenn die experimentellen Parameter genau richtig eingestellt waren, fanden die Teilchen des hei\u00dfen Systems fast sofort ihre endg\u00fcltige Konfiguration und k\u00fchlten exponentiell schneller ab als das warme System\u00a0\u2013 eine Situation, <a href=\"https:\/\/journals.aps.org\/prx\/abstract\/10.1103\/PhysRevX.9.021060\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">die Raz, Vucelja und Kollegen vorhergesagt<\/a> und als starken Mpemba-Effekt bezeichnet hatten. \u00dcber ihre Ergebnisse berichteten Kumar und Bechhoefer <a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41586-020-2560-x\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">im Jahr\u00a02020 in einem \u00bbNature\u00ab-Artikel <\/a> und ver\u00f6ffentlichten \u00e4hnliche Experimente, die den umgekehrten Mpemba-Effekt zeigten, <a href=\"https:\/\/www.pnas.org\/doi\/abs\/10.1073\/pnas.2118484119\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Anfang des Jahres\u00a02022 in\u00a0\u00bbPNAS\u00ab<\/a>.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"row collapse hide-for-print\">\n<div class=\"small-12 columns\">\u00a0<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"row align-center\">\n<div class=\"small-12 medium-8 columns\">\n<p>\u00bbDie Ergebnisse sind eindeutig\u00ab, sagt Ra\u00fal Rica Alarc\u00f3n von der Universidad de Granada in Spanien, der an unabh\u00e4ngigen Experimenten im Zusammenhang mit dem Mpemba-Effekt arbeitet. \u00bbSie zeigen, dass ein System, das weiter vom Ziel entfernt ist, dieses Ziel schneller erreichen kann als ein anderes, das n\u00e4her\u00a0ist.\u00ab<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>Doch nicht jeder ist vollkommen davon \u00fcberzeugt, dass der Mpemba-Effekt je wirklich in irgendeinem System nachgewiesen wurde. \u00bbIch bin von den bisherigen experimentellen Ergebnissen wenig beeindruckt\u00ab, sagt Henry Burridge. \u00bbIch finde in den Arbeiten nie eine klare physikalische Erkl\u00e4rung. Deshalb denke ich, dass die durchaus interessante Frage bestehen bleibt, ob der Mpemba-Effekt in einer sinnvollen Weise existiert.\u00ab<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>Bechhoefers Versuche scheinen einen gewissen Aufschluss dar\u00fcber zu geben, wie der Mpemba-Effekt in Systemen mit metastabilen Zust\u00e4nden entstehen k\u00f6nnte. Aber ob das der einzige Mechanismus ist oder wie eine bestimmte Substanz eine solche Erw\u00e4rmung oder Abk\u00fchlung au\u00dferhalb des Gleichgewichts erf\u00e4hrt, ist unbekannt.<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>Genauso ist die Frage noch immer offen, ob das Ph\u00e4nomen tats\u00e4chlich nachweisbar in Wasser auftritt. <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/2204.03995\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Im April 2022 ver\u00f6ffentlichten<\/a> Raz und sein Doktorand Roi Holtzman eine Arbeit, in der sie zeigten, dass der Mpemba-Effekt \u00fcber einen verwandten Mechanismus auftreten k\u00f6nnte, den Raz zuvor mit Lu in Systemen beschrieben hat, die einen Phasen\u00fcbergang zweiter Ordnung durchlaufen. Das bedeutet, dass ihre festen und fl\u00fcssigen Formen nicht bei derselben Temperatur koexistieren k\u00f6nnen. Wasser ist kein solches System (es hat Phasen\u00fcberg\u00e4nge erster Ordnung), aber Bechhoefer beschrieb seine Arbeit als eine schrittweise Ann\u00e4herung an eine Antwort f\u00fcr das Ph\u00e4nomen in Wasser.<\/p>\n<blockquote>\u00bbDie anf\u00e4ngliche Skepsis zeigt die Gefahr einer autorit\u00e4ren Physik\u00abDenis Osborne, Physiker<\/blockquote>\n<p>Zumindest haben die theoretischen und experimentellen Arbeiten zum Mpemba-Effekt den Physikern einen Zugang zu Nichtgleichgewichtssystemen verschafft, der ihnen sonst fehlen w\u00fcrde. \u00bbDie Relaxation in Richtung eines Gleichgewichts ist eine wichtige Frage, f\u00fcr die wir, offen gesagt, keine gute Theorie haben\u00ab, sagt Raz. Systeme zu identifizieren, die sich auf seltsame und kontraintuitive Weise verhalten, \u00bbk\u00f6nnen uns ein viel besseres Bild davon vermitteln, wie sich Systeme in Richtung Gleichgewicht bewegen\u00ab.<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>Nachdem er mit seinen Fragen als Teenager eine jahrzehntelange Kontroverse unter Physikern ausgel\u00f6st hatte, studierte Erasto Mpemba Wildtiermanagement und wurde vor seiner Pensionierung leitender Wildh\u00fcter im tansanischen Ministerium f\u00fcr nat\u00fcrliche Ressourcen und Tourismus. Nach Angaben von Christine Osborne, der Witwe von Denis Osborne, starb Mpemba um das Jahr\u00a02020 herum. Osborne, der die Ergebnisse mit der Fachwelt diskutierte, zog eine Lehre aus der anf\u00e4nglichen Ablehnung, die dem Sch\u00fcler entgegenschlug: \u00bbEs zeigt die Gefahr einer autorit\u00e4ren Physik.\u00ab Doch die Forschung in diesem Bereich w\u00e4chst stetig weiter\u00a0\u2013 nicht zuletzt wegen Mpembas Beharrlichkeit rund um den Effekt, der seinen Namen tr\u00e4gt.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"row align-center\">\n<div class=\"copyright small-12 medium-8 columns\">\n<p>\u00a0<\/p>\n<p><a class=\"line\" href=\"https:\/\/www.quantamagazine.org\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">\u00a9 Quanta Magazine<\/a><br>Von \u00bbSpektrum der Wissenschaft\u00ab \u00fcbersetzte und bearbeitete Fassung des Artikels \u00bb<a href=\"https:\/\/www.quantamagazine.org\/does-hot-water-freeze-faster-than-cold-physicists-keep-asking-20220629\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Controversy Continues Over Whether Hot Water Freezes Faster Than Cold<\/a>\u00ab aus \u00bbQuanta Magazine\u00ab, einem inhaltlich unabh\u00e4ngigen Magazin der Simons Foundation, die sich die Verbreitung von Forschungsergebnissen aus Mathematik und den Naturwissenschaften zum Ziel gesetzt hat.<\/p>\n<\/div>\n<\/div> <\/div>\n<\/div>\n\t <\/div>\n\t \t<\/div>\n\t\t<div data-lazy=\"1\" class=\"module_column tb-column col3-1 last tb_tr2b642 tf_box\">\n\t \t \t <div class=\"tb-column-inner tf_box tf_w\">\n\t\t \n<div class=\"module module-menu tb_yg47357 mobile-menu-slide tf_textc\" data-menu-style=\"mobile-menu-slide\" data-menu-breakpoint=\"0\" data-element-id=\"tb_yg47357\" data-lazy=\"1\">\n <h3 class=\"module-title\">Verzeichnis<\/h3>\t\n\t<div class=\"module-menu-container tf_textc\"><ul id=\"menu-sidebar\" class=\"ui tf_clearfix nav tf_rel vertical light-purple rounded\"><li id=\"menu-item-3264\" class=\"menu-item-page-3257 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3264\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-einfuehrung\/\">Eine Einf\u00fchrung<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3087\" class=\"menu-item-page-1203 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3087\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-indizien\/\">Indizien<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-17194\" class=\"menu-item-page-11067 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-17194\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-autor\/\">Autor<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-17195\" class=\"menu-item-page-10453 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-17195\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-ueberblick\/\">\u00dcberblick<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3091\" class=\"menu-item-page-2665 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3091\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-ur-ideen\/\">Ur-Ideen<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3090\" class=\"menu-item-page-2501 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3090\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-prozesse\/\">Prozesse<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-7151\" class=\"menu-item-page-5551 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-7151\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-ziele\/\">Verzeichnis Ziele<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3084\" class=\"menu-item-page-1160 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3084\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-entitaeten\/\">Entit\u00e4ten<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-10951\" class=\"menu-item-page-8375 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-10951\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-komponenten\/\">Komponenten<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3081\" class=\"menu-item-page-2203 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3081\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-beziehungen\/\">Beziehungen<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3089\" class=\"menu-item-page-1918 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3089\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-konflikte\/\">Konflikte<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3083\" class=\"menu-item-page-2138 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3083\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-emotionen\/\">Emotionen<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3086\" class=\"menu-item-page-1840 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3086\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-freiheitsgrade\/\">Freiheitsgrade<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3085\" class=\"menu-item-page-1357 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-has-children menu-item-3085\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-evolution\/\">Evolution<span class=\"child-arrow closed\"><\/span><\/a>\n<ul class=\"sub-menu\">\n\t<li id=\"menu-item-3114\" class=\"menu-item-page-2808 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3114 menu-page-2808-parent-3085\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-evolution\/evolution-vor-universum\/\">vorUniversum<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-3113\" class=\"menu-item-page-2845 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3113 menu-page-2845-parent-3085\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-evolution\/evolution-der-materie\/\">Materie<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-3112\" class=\"menu-item-page-2848 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3112 menu-page-2848-parent-3085\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-evolution\/evolution-der-einzeller\/\">Einzeller<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-3111\" class=\"menu-item-page-2851 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3111 menu-page-2851-parent-3085\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-evolution\/evolution-der-vielzeller\/\">Vielzeller<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-3110\" class=\"menu-item-page-2854 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3110 menu-page-2854-parent-3085\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-evolution\/evolution-der-organisationen\/\">Organisationen<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li id=\"menu-item-3082\" class=\"menu-item-page-1540 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3082\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-diskussionen\/\">Diskussionen<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-7202\" class=\"menu-item-page-5320 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-7202\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-wissenschaft\/\">Verzeichnis Wissenschaft<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3093\" class=\"menu-item-page-2265 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3093\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-voruniversum\/\">vorUniversum<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3096\" class=\"menu-item-page-2289 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3096\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-materie\/\">Materie<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3098\" class=\"menu-item-page-2296 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3098\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-einzeller\/\">Einzeller<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3094\" class=\"menu-item-page-2298 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3094\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-vielzeller\/\">Vielzeller<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-3097\" class=\"menu-item-page-2303 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-has-children menu-item-3097\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-homo-sapiens\/\">HomoSapiens<span class=\"child-arrow closed\"><\/span><\/a>\n<ul class=\"sub-menu\">\n\t<li id=\"menu-item-3702\" class=\"menu-item-page-2677 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3702 menu-page-2677-parent-3097\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-ur-ideen\/die-ur-ideen-des-homo-sapiens\/\">Ur-Ideen<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-22091\" class=\"menu-item-page-20652 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-22091 menu-page-20652-parent-3097\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-prozesse\/prozesse-des-homo-sapiens\/\">Prozesse<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-5935\" class=\"menu-item-page-5573 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-5935 menu-page-5573-parent-3097\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-ziele\/ziele-6\/\">Ziele HomoSapiens<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-3697\" class=\"menu-item-page-2399 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3697 menu-page-2399-parent-3097\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-entitaeten\/entitaeten-des-homo-sapiens\/\">Entit\u00e4ten<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-3704\" class=\"menu-item-page-2963 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3704 menu-page-2963-parent-3097\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-komponenten\/komponenten-des-homo-sapiens\/\">Komponenten<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-3694\" class=\"menu-item-page-2700 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3694 menu-page-2700-parent-3097\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-beziehungen\/beziehungen-des-homo-sapiens\/\">Beziehungen<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-3700\" class=\"menu-item-page-2721 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3700 menu-page-2721-parent-3097\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-konflikte\/konflikte-der-homo-sapiens\/\">Konflikte<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-3696\" class=\"menu-item-page-2740 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3696 menu-page-2740-parent-3097\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-emotionen\/emotionen-der-homo-sapiens\/\">Emotionen<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-3699\" class=\"menu-item-page-2606 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3699 menu-page-2606-parent-3097\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-freiheitsgrade\/freiheitsgrade-der-homo-sapiens\/\">Freiheitsgrade<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-3698\" class=\"menu-item-page-2380 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3698 menu-page-2380-parent-3097\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-evolution\/die-evolution-des-homo-sapiens\/\">Evolution<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-3695\" class=\"menu-item-page-2395 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3695 menu-page-2395-parent-3097\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-diskussionen\/die-diskussionen-zum-homo-sapiens\/\">Diskussionen<\/a><\/li>\n\t<li id=\"menu-item-3703\" class=\"menu-item-page-2777 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3703 menu-page-2777-parent-3097\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-wissenschaft\/die-wissenschaft-der-homo-sapiens\/\">Wissenschaft<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li id=\"menu-item-3095\" class=\"menu-item-page-2308 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-3095\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-organisationen\/\">Organisation<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-6607\" class=\"menu-item-page-2780 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-6607\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-erdeinheit\/\">Erdeinheit<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-22599\" class=\"menu-item-page-22117 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-page menu-item-22599\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/verzeichnis-macht\/\">Macht<\/a><\/li>\n<li id=\"menu-item-20208\" class=\"menu-item-post-20200 menu-item menu-item-type-post_type menu-item-object-post menu-item-20208\"><a href=\"https:\/\/finaletheorie.org\/20200\/liste-der-juengsten-20-beitraege\/\">Die j\u00fcngsten 30<\/a><\/li>\n<\/ul><\/div>\t\t<style>\n\t\t\t.mobile-menu-module[data-module=\"tb_yg47357\"] {\n\t\t\t\tright: -300px;\n\t\t\t}\n\t\t<\/style>\n\t<\/div>\n\n\t <\/div>\n\t \t<\/div>\n\t\t <\/div>\n\t \n\t<\/div>\n\t\n\t<\/div>\n<script type=\"text\/javascript\">\r\n\t\t\t\t\tif( document.getElementById( \"builder-styles-css\" ) ) document.getElementById( \"builder-styles-css\" ).insertAdjacentHTML( \"beforebegin\", \"<link id='builder-styles' rel='stylesheet' href='https:\/\/finaletheorie.org\/wp-content\/themes\/pinboard\/themify\/themify-builder\/css\/themify-builder-style.min.css?ver=5.3.1' type='text\/css' \/>\" 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Auch Jahrzehnte nachdem ein tansanischer Teenager die Erforschung des \u00bbMpemba-Effekts\u00ab initiiert hat, ist unklar, wie Fl\u00fcssigkeiten abk\u00fchlen. Die Kontroverse h\u00e4lt bis heute\u00a0an. von Adam Mann \u00a0 \u00a9 Milous \/ Getty Images \/ iStock (Ausschnitt) \u00a0 Es bleibt umstritten in der Wissenschaftswelt, ob hei\u00dfes Wasser tats\u00e4chlich schneller einfriert als […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":27718,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[140,1143],"tags":[],"class_list":["post-39373","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-diskussionen-materie","category-wissenschaft-materie-experimente","has-post-title","has-post-date","has-post-category","has-post-tag","has-post-comment","has-post-author",""],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/finaletheorie.org\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/39373","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/finaletheorie.org\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/finaletheorie.org\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/finaletheorie.org\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/finaletheorie.org\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=39373"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/finaletheorie.org\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/39373\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/finaletheorie.org\/wp-json\/wp\/v2\/media\/27718"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/finaletheorie.org\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=39373"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/finaletheorie.org\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=39373"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/finaletheorie.org\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=39373"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}