Suvi on akna taga soe ja jääjookidel algas just kuumem hooaeg. Aga kuidas vesi jäätub? Jääkuubikute tegemiseks oleks loogiline võtta puhas külm joogivesi, kallata kuubikuresti või spetsiaalsetesse kottidesse ja pista sügavkülma. Aga võta näpust – tegelikult jäätub kuum vesi õigetes tingimustes hoopis kiiremini kui külm. See fenomen on teada juba ammu, aga ühest seletust selle põhjustele ei ole seni leitud. Kokkamine on puhas keemia ja füüsika ja järgnev on inspireeriv lugu uudishimulikust õpilasest ja üllatavast tähelepanekust, mis muutis otseses mõttes toiduvalmistamise õppetunniks füüsikast. Nähtus, mida iseloomustab teatud tingimustes kuuma vee külmemast kiirem külmumine, nimetati Tansaania kooliõpilase Erasto Mpemba järgi Mpemba efektiks. Mpemba tegi koolis tähelepaneku, et kuumutatud jäätisesegu külmus kiiremini jäätiseks kui jahe jäätisesegu. Koolis naerdi laps ja tema "Mpemba füüsika" algselt välja, aga mõned aastad hiljem õnnestus tal küsimus võrdse koguse kuumema ja külmema vee külmumise kiirusest esitada füüsik Denis Osborne’ile, kellega koos fenomen 1969. aastal eksperimentaalselt kinnitati ja publitseeriti. Viiteid analoogsetele nähtustele on aga kirjeldatud juba antiikajal.
Me teame, et nii uskumatu, kui see ka ei tunduks, võib kuum vesi külmemast tõesti kiiremini jäätuda, aga me ei tea, miks see nii on. Põhjuseks on pakutud nii sooja vee konvektsioonivoolusid, vee massi vähenemist aurumisel, pinnajää isoleerivat toimet külmema vee puhul, vees lahustunud gaaside toimet, alajahtumist, vee klasterstruktuuri kui ka vesiniksidemete ja kovalentsete sidemete erinevat käitumist erineva algtemperatuuriga vee puhul jne. Kindlad ei olda ka selles, mis tingimuste kombinatsioon täpselt Mpemba efekti esile kutsub. Pealtnäha lihtne vesi ei valmista füüsikutele peavalu esimest korda ja tegu on üllatavalt keerulise süsteemiga, mille soojusvoogu võivad mõjutada paljud erinevad tegurid.
Ja kui kiirus pole oluline või külmiku tervis teeb muret – kuubikute tegemiseks kasutatavat vett on igal juhul mõistlik keeta. Nimelt saab läbi keedetud veest kirkamad jääkuubikud erinevalt keetmata külma vee kasutamisest. Vett võib enne külmutamist keeta ja jahutada lausa mitu korda, et vabaneda seal lahustunud gaasidest ja ebapuhtustest. Selgete kuubikute saamisele aitab kaasa ka aeglane (ja soovitavalt ühesuunaline) külmutamine pannes vee sügavkülma näiteks külmakasti sees. Täiesti kirgaste kuubikute valmistamine kodustes tingimustes on veel keerulisem, aga vee keetmine on selles suunas päris suur samm. Aeglane külmumine tagab suuremate kristallide tekke. See on omakorda midagi, mida peaks iga hinna eest vältima toidu külmutamisel säilitamise eesmärgil, sest suured jääkristallid lõhuvad rakke ja külmutatavad toiduained kaotavad sulatamisel sel juhul palju vedelikku ning muutub tekstuur. Toitu peaks külmutama võimalikult kiiresti (sügavkülmiku täisvõimsusel ja mitte liiga suurte kogustena korraga) ning sulatama võimalikult aeglaselt (ehk külmikus).
Foorum