Nhưng hiện nay, một nhóm các nhà vật lý tin rằng họ có thể đã khám phá ra bí mật kéo dài hàng thế kỷ. Đó là vì sao nước nóng lại đóng băng nhanh hơn nước lạnh.
Được biết đến là hiệu ứng Mpemba, nước biến đổi không giống như hầu hết chất lỏng khác, nước đóng băng thành thể rắn nhanh hơn khi ở trạng thái nóng hơn so với nhiệt độ phòng.
Các nhà khoa học đã viện đến hàng chục lý thuyết để giải thích cho hiện tượng này, nhưng vẫn chưa lý thuyết nào cũng như chưa nhà khoa học nào giải thích thỏa mãn được hiện tượng vật lý kỳ lạ này. Tuy nhiên, một nhóm các nhà vật lý ở trường Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore, đã công bố giải pháp mà họ tin là có thể giải thích được hiện tượng trên.
Theo đó, họ tuyên bố lời giải thích nằm ở sự tương tác bất thường giữa các phân tử nước. Các phân tử nước liên kết với nhau bằng liên kết điện tích cao, gọi là "liên kết hydro". Chính điều này đã tạo ra độ căng trên bề mặt nước và khiến nó đạt tới điểm sôi nhanh hơn so với các chất lỏng khác.
Tuy nhiên, Tiến sỹ Sun Changqing và Tiến sỹ Xi Zhang ở trường Đại học Công nghệ Nanyang cho rằng sự liên kết hydro cũng quyết định cách các phân tử nước lưu trữ và giải phóng năng lượng.
Họ cho rằng tỷ lệ năng lượng được giải phóng khác với trạng thái ban đầu của nước và vì thế đoán rằng nước nóng có thể giải phóng năng lượng nhanh hơn khi nó được đặt vào môi trường đóng băng.
Tiến sỹ Changqing nói: "Về bản chất, các quy trình và tỷ lệ năng lượng được giải phóng khác nhau khi nước ở các trạng thái khác nhau".
Hiệu ứng Mpemba được đặt tên sau khi một sinh viên Tanzania có tên là Erasto Mpemba đã quan sát thấy hỗn hợp kem nóng đông nhanh hơn hỗn hợp kem lạnh.
Cùng với một giáo sư vật lý tại trường Đại học Dar es Salaam, năm 1969, Erasto Mpemba đã công bố báo cáo cho thấy khối lượng nước nóng và nước lạnh tương đương nhau đựng trong các thùng giống nhau sẽ đóng băng ở thời điểm khác nhau, và nước nóng đã đóng băng trước.
Trước đó, những quan sát tương tự cũng đã được các nhà khoa học Aristotle, Francis Bacon và Rene Descartes phát hiện ra.
Hiệu ứng này có thể có một số ứng dụng trong thế giới thực, như là khi nào thì nên dùng nước đun sôi để làm tan băng trên cửa kính xe hơi vào những ngày đông. Một số người phủ nhận sự tồn tại của hiệu ứng này, song nhiều người khác lại tuyên bố họ đã ứng dụng nó một cách cẩn thận trong các thí nghiệm.
Có một số lý thuyết có thể giải thích điều này, như là nước nóng bốc hơi nên số lượng nước còn lại để đóng băng là ít hơn.
Một lý thuyết khác gợi ý rằng các bọt khí hòa tan trong nước nóng được giải phóng nhanh hơn và vì thế khiến nó ít nhớt hơn.
Viện Hóa học Hoàng gia từng đưa ra giải thưởng 1.000 bảng Anh cho bất kỳ ai có thể giải thích về hiệu ứng Mpemba. Nikola Bregovic, một trợ lý nghiên cứu hóa học ở trường Zagreb đã trở thành người đoạt giải.
Ông đã thực hiện nhiều thí nghiệm và đưa ra báo cáo liên quan đến sự đóng góp của ảnh hưởng đối lưu. Ông nói rằng các dòng đối lưu hình thành trong nước ấm do đó khiến nó làm mát nhanh hơn.
Theo Telegraph, Tiến sỹ Changqing và Zhang đã giải thích hiệu ứng trên theo các liên kết phân tử hydro trong nước. Họ nói rằng mối tương tác giữa các liên kết hydro và các liên kết mạnh hơn đã giữ các nguyên tử hydro và oxy trong mỗi phân tử, gọi là liên kết cộng hóa trị. Và đó chính là nguyên nhân gây ra hiệu ứng Mpemba.
"Được làm lạnh trong tủ đá, tỷ lệ năng lượng mà liên kết H-O giải phóng ra phụ thuộc vào năng lượng được lưu trữ ban đầu theo cấp số nhân, và vì thế, hiệu ứng Mpemba xảy ra".
