O anomáliách vody sa do tretice rozprávame s fyzikom Petrom Ballom.
Mpemba efekt. Zdroj: missnortherner.com
Voda je entita, ktorá disponuje množstvom nezvyčajných fyzikálnych vlastností, o ktorých ľudia často nemajú ani potuchy. Oslovili sme preto fyzika Petra Balla z Ústavu jadrového a fyzikálneho inžinierstva na Fakulte elektrotechniky a informatiky Slovenskej technickej univerzity v Bratislave, ktorý sa anomáliám vody venuje už roky.
Pre Vedu na dosah do tretice priblíži ďalšie z nich. Stretli ste sa už s pojmom Mpemba efekt? Viete, prečo sa fľaša s vodou v chladničke vždy zdeformuje do tvaru trojuholníka a poznáte rozdiel medzi ľahkou a ťažkou vodou? Ak nie, čítajte ďalej.
Mpemba efekt
Na internete nájdete dnes mnoho videí odkazujúcich na zvláštny úkaz, zvaný Mpemba efekt. Ľudia po celom svete vyhadzujú do vzduchu horúcu vodu v pohári a tá okolo nich okamžite vytvorí nádhernú zamrznutú štruktúru. Mpembov jav označuje paradox, že voda na bode varu môže zmrznúť skôr ako studená. Ako je to možné a je to vôbec pravda?
Mpemba efekt objavil stredoškolský študent z Afriky. Ako to celé bolo?
Tanzánsky študent Erasto B. Mpemba zistil, že horúce mlieko za istých okolností mrzne skôr ako studené. Platí to aj pri vode. Studená voda sa síce reálne schladí rýchlejšie ako teplá, no keďže má určitú pamäť, molekuly v nej sú poprepájané väzbami, dlhšie teda trvá, kým sa pretrhnú a otočia inak. Takže studená voda začne v skutočnosti mrznúť neskôr.
Otázne však je, či aj celá naozaj stuhne neskôr.
To je pravda. Hoci horúca voda začne zamŕzať skôr, ako prvá napokon dokonale zamrzne studená. Keď teda chcete mať rýchlo zmrazený ľad do whisky, predsa len dajte do mrazničky studenú.
Mpemba efekt údajne nie je zatiaľ nikde poriadne vysvetlený.
Na internete nájdete aspoň päť teórií, ktoré vysvetľujú, prečo to tak je. Ja sa prikláňam k spomínanej reorganizácii molekúl vody, keďže som robil jej mikroskopické pozorovania založené na počítačovom modelovaní.
Deformácia do tvaru trojuholníka
Ďalší zvláštny úkaz. Poďme si o ňom povedať viac.
Keď dáte do chladničky polovypitú plastovú fľašu s vodou a o pol dňa ju vytiahnete, má iný tvar. Voda vo fľaši sa totiž ochladí, tlak v nej sa v porovnaní s tým vonkajším zníži, vďaka čomu sa fľaša zdeformuje. A dôležité je, že sa vždy zdeformuje rovnako – do tvaru trojuholníka, respektíve do štvorstenu premietnutého na valec. Za to síce vlastnosti vody nemôžu, ale vysvetlenie je zaujímavé.
Prečo je to tak?
Štvorsten je totiž útvar, ktorý má pri danom povrchu najmenší objem. Povrch má stále rovnaký, ten sa nescvrkáva, ale objem sa pod vonkajším tlakom zmenšuje. Fľaša sa takto snaží nájsť najlepší pomer medzi povrchom a objemom.
Ľahká verzus ťažká voda
Voda, ktorá má vodíkové väzby, má tiež o niečo vyššiu hustotu. Veľké a dlhé molekuly poprepájané mostíkmi vraj neprejdú ani cez naše membrány. Je to pravda?
Keď sú vo vode dlhé molekuly poprepájané mostíkmi, sú síce pohyblivé, ale pomerne pevné. Takáto štruktúra je celkom veľká, združuje aj 20 molekúl vody, a tak neprejde cez naše membrány, naše telo ju nedokáže spracovať. Takouto vodou sa nedokážeme hydratovať.
Akú vodu by sme teda mali piť?
Pitie studenej vody je nezmysel, iba chladí organizmus. Človek by mal piť vlažnú, odstátu vodu, tá reálne hydratuje. Ideálne je piť vodu prevarenú – okrem toho, že ňou efektívne uhasíte smäd, je jej pitie hygienicky nezávadné. A úplne najlepšie je piť málo horúcej. V krajinách, kde je málo vody, napríklad v arabskom svete, pijú preto malé kávičky. Jednak im dodajú kofeín, jednak je voda prevarená a veľmi rýchlo sa vstrebe do organizmu, takže sa rýchlo hydratujú.
Dlane zachytávajúce tečúcu vodu. Zdroj: iStockphoto.com
Keď sme pri pití vody, nedá mi na záver neopýtať sa. Z akého zdroja je podľa vás najlepšie piť vodu? Voľne tečúcu v prírode, balenú či vodu z vodovodu?
Najvhodnejšia je voda z vodovodu. Tam je, povedal by som, najmenšie riziko. A úplne najlepšie je dať si do vody trošku bieleho vína, to ju stabilizuje, lebo je prekvasené. Vlastne preto bolo víno vymyslené. Samozrejme, víno do vody pridávajte s mierou a nedávajte ho deťom.
Pitie vody zo studničky by bolo, pravdaže, zdravé, pokiaľ by bola izolovaná od civilizácie. Ak nie je, nikdy neviete, aké fekálie alebo iné znečistenie sa nachádza v jej okolí. Nemôžete tušiť, čo komu napadne v okolí daného prameňa robiť a čím môže byť voda kontaminovaná. Nechcem apriori odsúdiť každú vodu zo studničky, dobrá studňa je dobrá studňa a mať takú na záhrade je výhra, ale nemožno to preceňovať.
A pri balenej vode zasa prijímate mikroplasty. Voda ich totiž z plastových fliaš vymýva, je to prirodzené abrazívum. Úplne najhoršie, čo môžete urobiť, je dať plastovú nádobu do umývačky riadu.
