Mpemba Effect คืออะไร

Mpemba Effect  คืออะไร

น้ำร้อนหรือน้ำเย็นที่สามารถแข็งตัวเป็นน้ำแข็งได้เร็วกว่า
ได้มีการเปิดเผยถึงศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับการแข็งตัวของน้ำกลายเป็นน้ำแข็งเนื่องจากหลายคนเคยสงสัยว่าหากมีการนำน้ำร้อนและน้ำเย็นมาทำเป็นน้ำแข็ง น้ำที่อุณหภูมิสูงหรือน้ำที่มีอุณหภูมิต่ำจะสามารถกลายเป็นน้ำแข็งได้เร็วกว่ากัน ซึ่งมีหลายคนได้ตั้งสมมติฐานก่อนการทำการทดลองว่าในสภาวะแวดล้อมเดียวกันนั้นน้ำร้อนที่มีอุณหภูมิประมาณ 120 องศาฟาเรนไฮต์ หรือประมาณ 50 องศาเซลเซียส จะใช้เวลาแข็งตัวกลายเป็นน้ำแข็งที่จุดเยือกแข็ง 0 องศาสเซลเซียสนานกว่าน้ำที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า ที่ประมาณ 60 องศาฟาเรนไฮต์ หรือประมาณ 15 องศาสเซลเซียส  เนื่องจากมีระยะห่างจากจุดยือกแข็งที่ 0 องศามากกว่า

แต่ได้มีนักวิทยาศาสตร์บางคนอย่าง อริสโตเติล, Rene Descartes, และ แฟรนซิส เบคอน ได้กล่าวไว้ว่าน้ำร้อนจะแข็งตัวกลายเป็นน้ำแข็งได้รวดเร็วกว่าน้ำเย็น ซึ่งการทดลองของการกลายเป็นน้ำแข็งของน้ำที่มีอุณหภูมิที่ต่างกัน ในสภาวะแวดล้อมเดียวกันนั้นมีชื่อเรียกว่า Mpemba effect  โดย Mpemba effect  เป็นชื่อที่ตั้งขึ้นมาหลังจากที่ Erasto Mpemba นักเรียนมัธยมศึกษาตอนปลายในแทนซาเนีย ได้ค้นพบหลักความจริงนี้เป็นคนแรกในปี 1963

Mpemba effect  เป็นปฏิกิริยาของการนำเอาน้ำที่มีอุณหภูมิที่ต่างกัน อย่างน้ำร้อนและน้ำเย็นมาอยู่ในสภาวะแวดล้อมเดียวกันที่จะส่งผลให้น้ำกลายเป็นน้ำแข็ง หรืออุณหภูมิของน้ำอยู่ที่จุดเยือกแข็ง ซึ่งผลที่ได้ก็คือน้ำที่มีอุณหภูมิสูงกว่าจะกลายเป็นน้ำแข็งได้เร็วกว่า ซึ่งสาเหตุการแข็งตัวและกลายเป็นน้ำแข็งของน้ำร้อนที่เร็วกว่าน้ำเย็นนั้นอยู่ที่การระเหย

การระเหย ถือเป็นเหตุผลสำคัญที่สามารถอธิบายการเกิดปฏิกิริยานี้ได้ เนื่องจากการที่น้ำร้อนที่ใส่อยู่ในภาชนะแบบเปิดนั้นจะสามารถเย็นลงได้ ปริมาณของน้ำก็จะลดลงเนื่องจากมีน้ำบางส่วนที่ระเหยออกไป และจากการที่น้ำร้อนมีปริมาณที่น้อยกว่า จึงทำให้ระยะเวลาในการทำให้น้ำแข็งตัวจึงใช้เวลาน้อยกว่าน้ำเย็นที่มีปริมาณน้ำตั้งต้นก่อนการทดลองที่เท่ากัน

แต่อย่างไรก็ดี เหตุผลที่ระบุนี้ก็ไม่สามารถอธิบายได้สำหรับการเกิด Mpemba effect  ในกรณีที่ภาชนะที่บรรจุน้ำเป็นภาชนะแบบปิด และป้องกันการระเหยของน้ำออกไป

แท้จริงแล้ว เหตุผลข้างบนเป็นเพียงส่วนหนึ่งที่ถูกในสภาวะแวดล้อมที่มีการใช้ภาชนะในการบรรจุน้ำแบบเปิด และการระเหยก็ไม่ได้เป็นเหตุผลเดียวที่ทำให้น้ำร้อนจะแข็งตัวกลายเป็นน้ำแข็งได้เร็วกว่าน้ำเย็น อีกเหตุผลคือภายในน้ำร้อนการจางหายของก๊าซจะมีน้อยกว่า ซึ่งจะลดการสร้างความร้อนภายในตัว ทำให้น้ำเย็นตัวลงได้ไวกว่า

และในการทดลองในการผสมน้ำร้อนและน้ำเย็นลงไปภาชนะตัวเดียวกัน พบว่าน้ำร้อนจะขึ้นมาอยู่ข้างบนน้ำเย็น ซึ่งการเคลื่อนที่ของน้ำร้อนมาอยู่ข้างบนน้ำเย็นนั้น เรียกว่าเป็นการพาความร้อน ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของน้ำมีการเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว

Mpemba Effect เป็นปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่ยังคงหาคำอธิบายไม่ได้มากว่า 40 ปี ผ่านสมองนักวิทยาศาตร์มากมาย ตลอดระยะเวลาที่ผ่านมา แต่ก็ยังไม่อาจหาคำตอบได้ ถึงแม้ว่ามันจะเริ่มขึ้นจากคำถามของเด็กเพียงคนเดียวก็ตาม "ระหว่างน้ำร้อนกับน้ำเย็น อันใหนจะทำให้เป็นน้ำแข็งได้เร็วกว่ากัน" มาลองใช้ความคิดทางวิทยาศาสตร์ของคุณคิดแก้ไขปัญหานี้กัน

เรามาลองดูจุดเริ่มต้นของมันกัน
มันเริ่มต้นเช้าวันหนึ่ง ในปี ค.ศ. 1963 Erasto Mpemba นักเรียนมัธยมในประเทศแทนซาเนีย ได้เริ่มทำโครงงานของโรงเรียนเรื่องการทำไอสครีม วิธีทำก็คือ ต้มนมและส่วนผสมจนเดือด แล้วปล่อยให้เย็นจากนั้นก็เอาใส่ตู้เย็น ด้วยความที่กลัวแพ้เพื่อน Mpemba กลับเอาส่วนผสมทั้งหมดใส่ตู้เย็นทั้งร้อนๆอย่างนั้น แต่ปรากฏว่าผลที่ได้กลับแข็งตัวก่อนส่วนผสมอื่นๆที่ปล่อยให้เย็นลงก่อน

หลังเหตุการณ์นั้น 2-3 ปี Mpemba ก็ได้เรียนเรื่องกฏการเย็นตัวของ Newton ซึ่งทำให้ Mpemba ถามครูไปว่า "กฏนี้จะสอดคล้องกับข้อสังเกตุที่เขาค้นพบได้ยังไง" ครูของเขาตอบว่า สิ่งที่ครูจะพูดได้ก็คือ นั่นเป็นฟิสิกส์ของ Mpemba ไม่ใช่ฟิสิกส์ที่เป็นสากล (ดูปัดสวะยังไงชอบกลนะครับ จะบอกว่าไม่รู้ก็ไม่ได้เพราะมันจะแย้งกับ Newton และสิ่งที่สอนมาทั้งหมดใช้ไม่ได้ - แล้วจะออกข้อสอบยังไงหล่ะเนี่ย)

แต่ Mpemba ก็ไม่ได้ล้มเลิก เขายังคงทดลองของเขาต่อไป จนกระทั่งวันหนึ่ง ศาสตราจารย์ทางฟิสิกส์ของที่นั่น Denis Osborne แห่งวิทยาลัย University ใน Dares Salaam มาเยี่ยมโรงเรียน Mpemba จึงสบโอกาสถามหาคำอธิบาย Osborne ไม่มีคำตอบใด ๆ แต่เขาพยายามทำความเข้าใจ Mpemba มากกว่าครูคนนั้น และสรุปอย่างผู้รู้ว่า มันอันตรายที่จะไปโต้แย้งหรือตัดสินอะไรกับสิ่งที่ทั้งสามารถและไม่สามารถเป็นไปได้ จากนั้น Osborne ก็กลับไปขอให้ช่างเทคนิคที่มหาวิทยาลัยของเขาลองทำการทดลองซ้ำ และผลที่ได้ก็ดูเหมือนจะแสดงว่า Mpemba ถูก, ในปี ค. ศ. 1969 Osborne เขียนเกี่ยวกับงานที่ได้ทำกับ Mpemba (ตอนนั้นอยู่ที่วิทยาลัยการจัดการสัตว์ป่าแอฟริกันใน Moshi แล้ว) และได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Physics Education, ในขณะเดียวกัน นักฟิสิกส์ชื่อ George Kell แห่งสภาวิจัยแห่งชาติของแคนาดา ใน Ottawa รายงานปรากฏการณ์เดียวกันในปีนั้นในวารสาร American Journal of Physics

จากอดีตกาล สู่ ปัจจุบัน
Aristotle เขียนไว้ใน Meteorologica 350 ปีก่อนคริสตกาลว่า ถ้าน้ำถูกทำให้ร้อนมาก่อนแล้ว มันจะให้ความเร็วในการเยือกแข็ง อันทำให้มันเย็นตัวลงเร็วกว่า, ความคิดนี้ได้ถูกตั้งคำถามโดยนักทดลองยุคกลาง (ค.ศ. 1000 1450 -- ผู้แปล) ผู้ยิ่งใหญ่ Roger Bacon แต่ผู้ที่มีนามท้ายเดียวกัน Francis กล่าวอย่างหนักแน่นในคริสต์ศตวรรษที่ 17 (คือในช่วง ค. ศ. 1600 1700 -- ผู้แปล) ว่า น้ำที่อุ่นเล็กน้อยจะเยือกแข็งตัวได้ง่ายกว่าน้ำที่ค่อนข้างเย็น, Francis Bacon สนใจทางลึกในเรื่องการเยือกแข็งและการทำความเย็น ว่ากันว่าเขาเคยสัมผัสความเย็นขั้นอันตราย ขณะทำการทดลองถนอมไก่โดยแช่มันไว้ในหิมะ, ในช่วงเวลาเดียวกัน Descartes ได้ทำการสังเกตการเยือกแข็งของน้ำอย่างรอบคอบซึ่งทำให้เขาสามารถระบุได้ว่าน้ำมีความหนาแน่นที่สุด ณ อุณหภูมิ 4 oC, การศึกษาเหล่านี้บอกให้เขารู้ว่า น้ำที่ถูกทำให้ร้อนและคงความร้อนนั้นไว้มานานจะเยือกแข็งเร็วกว่าน้ำแบบอื่น

รายงานเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า Mpemba effect เป็นที่คุ้นเคยอยู่แล้วในภูมิปัญญาชาวบ้าน, Kell ซี่งมาจากชนบทด้วยประสบการณ์มากมายเกี่ยวกับการเยือกแข็งตัวของน้ำ กล่าวว่า เคยมีคนพูดไว้ว่ารถไม่ควรล้างด้วยน้ำร้อน เพราะมันจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น หรือลานสเก็ตควรทำโดยราดด้วยน้ำร้อน เพราะมันจะเยือกแข็งเร็วกว่า, ส่วน Mpemba ก็ชี้ให้เห็นว่าคนทำไอศครีมชาวแทนซาเนียนมักทำให้ส่วนผสมเยือกแข็งตัวขณะที่มันยังร้อนอยู่ เพราะมันเป็นวิธีที่เร็วกว่า, และทันทีที่งานของ Mpemba ถูกบรรยายในบทความหนึ่งในนิตยสาร New Scientist ในปี ค. ศ. 1969 ก็การพูดถึงกันแทบจะทันทีในเรื่องเกี่ยวกับการแช่แข็งอาหาร และการที่ท่อน้ำร้อนเยือกแข็งตัว ขณะที่น้ำเย็นไม่เป็น

มีพารามิเตอร์มากมายที่สามารถส่งผลต่ออัตราเร็วในการเยือกแข็ง ที่เห็นชัดที่สุดได้แก่ ปริมาตรและชนิดของน้ำ ขนาดและรูปร่างของภาชนะ และอุณหภูมิของเครื่องทำความเย็น, สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงความท้าทายอย่างสูงต่อนักทดลอง ผู้ซึ่งในหลักการแล้วจะต้องจัดเตรียมชุดของการทดลองจำนวนมหาศาลเกี่ยวกับภาชนะที่มีขนาดและรูปร่างต่าง ๆ กันไป ขณะเดียวกันก็ทำการแปรเปลี่ยนค่ามวลและปริมาณก๊าซในน้ำ รวมถึงวิธีทำความเย็น ในการทดลองแต่ละครั้ง เพื่อทดสอบผลที่ได้รับจากเงื่อนไขแบบต่าง ๆ

นอกจากนี้ ยังมีปัญหาที่สำคัญว่า เราจะนิยาม เวลาของการเยือกแข็ง อย่างไร, จะให้มันเป็นเวลาที่ผลึกน้ำแข็งเพิ่งปรากฏเป็นครั้งแรกดี หรือจะให้เป็นเวลาที่ของเหลวทั้งหมดแข็งตัวหมดดี (เนื้อของน้ำจะไม่เป็นน้ำแข็งพร้อมกันหมด อาจจะเริ่มเป็นผลึกจากจุดใดจุดหนึ่งก่อน ผู้แปล), เวลาทั้งสองแบบนี้ก็อาจจะยากในการสังเกต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตู้เย็น กล่าวโดยผู้เชี่ยวชาญเรื่องน้ำแข็ง Charles Knight แห่งศูนย์วิจัยบรรยากาศแห่งชาติ ใน Boulder มลรัฐ Colorado สหรัฐอเมริกา

ความพยายามที่ยังไม่ประสบความสำเร็จ
บางที ความซับซ้อนเหล่านี้อาจอธิบายได้ว่าทำไม Mpemba effect ยังคงเป็นปริศนาจนถึงทุกวันนี้, นักวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่งทำการสืบสวนคำกล่าวอ้างของ Mpemba แต่ผลของพวกเขาก็ยังไม่เป็นที่สรุป, ตัวอย่างเช่น ใน ค. ศ. 1977 Jearl Walker รายงานใน Scientific American ว่าเขาได้สังเกตเวลาที่น้ำในบีกเกอร์เย็นตัวจนถึง 0 oC จากที่อุณหภูมิเริ่มต้นต่าง ๆ กัน ภายใต้หลาย ๆ สภาวะ, การทดสอบเหล่านี้ได้ให้ความกระจ่างชัดบางประการในปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น, แต่ถึงแม้ Walker รายงานว่าเขาสามารถทำให้เกิดผลการทดลองส่วนใหญ่ซ้ำแบบเดิมได้ เขาก็ยังได้ผลบางอย่างที่เบี่ยงเบนระหว่างการทดลองแต่ละครั้งเป็นอย่างมาก ผมไม่สามารถไขปมขัดแย้งที่มีขึ้นนี้ได้ เขากล่าว

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีความไม่แน่นอนปรากฏในการทดลองเกี่ยวกับปรากฏการณ์เรื่อยมา Pablo Debenedetti นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Princeton และผู้เชี่ยวชาญการเปลี่ยนสถานะของน้ำ รู้สึกดีที่จะเชื่อคำบรรยายของ Mpemba ผมไม่เห็นเหตุผลอะไรที่จะสงสัยการสังเกตซึ่งแสดงว่าภายใต้บางสภาวการณ์ น้ำร้อนสามารถเยือกแข็งเร็วกว่าน้ำเย็นได้ เขากล่าว

แต่อะไรทำให้ปรากฏการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้น ทั้ง Debenedetti และ Knight ชี้ให้เห็นว่ามันน่าจะมีคำอธิบายหนึ่งที่ชัดเจน, ถ้าภาชนะที่ใช้ทดลองปล่อยให้เปิดไว้ น้ำร้อนจะระเหยเร็วกว่าและปริมาตรก็จะลดลงเมื่อเทียบกับน้ำเย็น, ด้วยปริมาตรที่เล็กว่า การเย็นตัวของน้ำร้อนก็อาจแซงการเย็นตัวของน้ำเย็นได้, มันควรจะทดสอบได้ไม่ยาก (ตามการกล่าวอ้างของ Debenedetti) เพราะอัตราการระเหยขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวของของเหลว, สิ่งนี้สามารถควบคุมได้อย่างเป็นระบบในการทดลองที่มีขึ้นในภาชนะคู่หนึ่งที่มีรูปร่างแตกต่างกัน เขากล่าว

ความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งก็คือว่ากระบวนการเยือกแข็งอาจได้รับผลจากก๊าซที่ละลายอยู่ในน้ำ, ในน้ำร้อนโดยทั่วไปจะมีก๊าซที่ละลายอยู่น้อยกว่าในน้ำเย็น ซึ่งหมายความว่าสองตัวอย่างที่แตกต่างเพียงอุณหภูมิเริ่มต้น อาจจะไม่เป็นเนื้อสสารที่เหมือนกันซะทีเดียว, Debenedetti ระบุว่าฟองก๊าซเล็ก ๆ สามารถเป็นตำแหน่งที่ทำให้เกิด nucleation ได้ซึ่งเป็นจุดที่ผลึกน้ำแข็งเริ่มก่อตัว (nucleation คือการเริ่มเกิดการเปลี่ยนสถานะที่บริเวณเล็ก ๆ บริเวณหนึ่ง การเปลี่ยนสถานะที่ว่านี้เป็นได้ทั้งการอุบัติขึ้นของก๊าซและของผลึก จากสถานะของเหลว -- ผู้แปล), ในหลักการ ลักษณะเช่นนี้น่าจะถูกคาดหมายว่าการกลายเป็นน้ำแข็งเกิดขึ้นง่ายกว่า ในน้ำเย็น (หมายถึงน้ำเย็นน่าจะเป็นน้ำแข็งก่อนน้ำร้อน -- ผู้แปล) ซึ่งขัดแย้งกับ Mpemba effect, แต่ Debenedetti กล่าวว่าความสามารถในการละลายของก๊าซไม่มีขั้วอย่างไนโตรเจนหรือมีเทนไม่จำเป็นต้องจะแปรเปลี่ยนไปอย่างเรียบ ๆ ตามอุณหภูมิ เพราะฉะนั้นเป็นไปได้ที่อาจจะมีช่วงอุณหภูมิที่น้ำร้อนมีก๊าซละลายอยู่มากกว่า

การทดลองเพื่อจะระบุถึงอิทธิพลของปัจจัยดังกล่าวอาจต้องการน้ำซึ่งได้ทำการไล่ฟองก๊าซที่ละลายอยู่ออกจนหมด, แต่ผลของสิ่งปะปน (impurity) อื่นที่ละลายอยู่อาจทำการตรวจสอบได้ยากกว่า ตัวอย่างเช่น เราอาจจะต้องแบ่งน้ำในอีมัลชัน (emulsion - ส่วนผสมของของเหลวที่โดยปกติไม่สามารถผสมเป็นเนื้อเดียวกันได้ -- ผู้แปล) ของน้ำมันกับน้ำ เป็นหยดเล็ก ๆ เพื่อทำให้เนื้อของหยดน้ำเล็กเกินกว่าจะบรรจุอนุภาคปะปนใด ๆ ได้

ยังมีความเป็นไปได้อีกประการคือเรื่องของ โอกาส เนื่องจาก nucleation ที่ทำให้เกิดผลึกน้ำแข็งที่จุดหนึ่งในน้ำที่กำลังเยือกแข็ง ขึ้นอยู่กับปริมาณโมเลกุลของน้ำที่มาอยู่รวมกันเพียงพอที่จะก่อตัวเป็นแกนกลางของผลึกน้ำแข็ง ซึ่งสามารถเติบโตออกไปได้อย่างไม่หยุดยั้ง, และยิ่งน้ำอยู่ใต้จุดเยือกแข็งมากเท่าไร ความน่าจะเป็นในการเกิด nucleation ก็มากขึ้นตาม, แต่ด้วยเหตุที่มันต้องใช้เวลาในการเกิด nucleation บ่อยครั้ง น้ำสามารถที่จะเย็นถึงระดับ supercooling ซึ่งทำให้มันยังคงเป็นของเหลวได้ที่อุณหภูมิใต้จุดเยือกแข็ง, ถึงกระนั้น สิ่งปะปนที่อยู่กันแบบสุ่มในน้ำ อย่างเช่นผงฝุ่น สามารถทำให้อัตราการเกิด nucleation เร็วขึ้นและระดับความลึกของ supercooling ลง (นั่นคือเมื่อเกิดเป็นผลึกน้ำแข็งที่บริเวณหนึ่งได้เร็วขึ้น ซึ่งจะคายพลังงานความร้อนออกมาจากบริเวณนั้น ทำให้อุณหภูมิน้ำโดยรอบที่กำลังดิ่งลงไปเรื่อย ๆ ใต้จุดเยือกแข็ง หยุดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นอุณหภูมิของ supercooling จึงไม่ลงไปต่ำกว่าจุดเยือกแข็งมากนัก), การคงไว้ซึ่งทุกสิ่งทุกอย่างจากการทดลองหนึ่งไปอีกการทดลองอาจไม่สามารถเป็นไปได้ โดยปราศจากการบังคับควบคุม เพื่อให้เกิด nucleation ตามแบบที่ต้องการ และนั่นอาจทำลายปรากฏการณ์ที่พยายามตามหากันอยู่ กล่าวโดย Knight

Knight เสริมว่าเขาตระหนักถึงบทบาทของ โอกาส ก็เมื่อตอนที่เขาทำการทดลองเกี่ยวกับการก่อตัวของน้ำแข็งเมื่อเร็ว ๆ นี้, ผมต้องนั่งในห้องที่มีอุณหภูมิติดลบ 15 oC และสังเกตน้ำที่กำลังแข็งตัวในถาดน้ำแข็งบนโต๊ะ สิ่งที่เกิดขึ้นมันเน้นย้ำว่าทุกสิ่งล้วนผันแปร บางก้อนเริ่มแข็งตัวภายใน 15 นาที แต่หลายก้อนยังไม่แข็งตัว เมื่อผ่านไปชั่วโมงหนึ่งหรือมากกว่านั้น

ในปี ค. ศ. 1995 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน David Auerbach แห่งสถาบัน Max Planck เพื่อการศึกษาพลศาสตร์ของไหล ใน Gottingen มองลึกไปที่บทบาทของ supercooling ใน Mpemba effect, แต่สิ่งที่เขาพบมันกลับทำให้เรื่องราวซับซ้อนขึ้นไปอีก เขาสังเกตว่าน้ำร้อนเยือกแข็งที่อุณหภูมิสูงกว่าน้ำเย็น เพราะฉะนั้นตามความรู้สึกแล้ว น้ำร้อนก็น่าจะแข็งตัวก่อน

ทว่า น้ำเย็นใช้เวลาน้อยกว่าในการไปถึงสถานะ supercooling และถ้าตามนี้ ก็ดูเหมือนว่าน้ำเย็นจะเยือกแข็งได้เร็วกว่า, และยิ่งสับสนขึ้นไปอีก เมื่อพบว่านักวิจัย ก่อนหน้านั้น รายงานไว้ตรงกันข้ามว่า น้ำที่ร้อนแต่เริ่มต้น สามารถเข้าสู่สถานะ supercooling ที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่า (เกิด supercooling ที่ลึกกว่า) ในกรณีของน้ำเย็น, ในปี ค. ศ. 1948 Noah Dorsey แห่งสำนักงานมาตรฐานแห่งชาติสหรัฐอเมริกา โต้แย้งว่านี่เป็นเพราะความร้อนขับอนุภาคที่ปะปนอยู่ออกไป ซึ่งอนุภาคเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นแหล่งสำหรับการเกิด nucleation สำหรับน้ำแข็ง, เคยมีการกล่าวอ้างว่าผลของปรากฏการณ์นี้ทำให้เกิดการระเบิดของท่อน้ำร้อนได้เร็ว (หรือง่าย) กว่าในกรณีของท่อน้ำเย็น (เมื่อน้ำเปลี่ยนจากสถานะของเหลวเป็นสถานะของแข็งจะมีปริมาตรมากขึ้น และเป็นผลให้ท่อแตกได้ -- ผู้แปล) เนื่องจาก supercooling ที่ลึกกว่า (คือสามารถอยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 oC ได้มากกว่า ทั้ง ๆ ที่เป็นของเหลวอยู่ -- ผู้แปล) จะทำให้มีก้อนน้ำแข็งเกิดขึ้นภายในช่องทางน้ำในท่อก่อนจุดอื่น และทำให้เกิดอุดตันการไหล ในขณะที่สำหรับน้ำเย็น การแข็งตัวที่ใกล้ 0 oC มากกว่า (supercooling ไม่ลึก -- ผู้แปล) จะทำให้มีเพียงชั้นน้ำแข็งห่อหุ้มผิวของท่อ ส่วนช่องภายในท่อก็ไม่ได้อุดตันแต่ประการใด

ข้อขัดแย้งทั้งหมดนี้ยังดำเนินต่อไป อันทำให้ Mpemba effect เป็นปริศนาเหมือนเช่นเคย, Knight รู้สึกดีที่จะปล่อยให้มันค่อย ๆ คลี่คลายตามทางของมัน เพราะเขาคิดว่าความพยายามทำทุกอย่างให้กระจ่างชัด อาจจะต้องการการทุ่มเททำงานมากมาย เพียงเพื่อผลที่กลับมาน้อยนิด เหมือนขี่ช้างจับตั๊กแตน, แต่ Jeng มองในแง่ดีมากกว่า เขากล่าวว่าทั้ง ๆ ที่มีความซับซ้อนในปรากฏการณ์ การทดลองอาจทำได้โดยนักศึกษาปริญญาตรีและเด็กมัธยมปลาย ตราบใดที่มีการวางแผนการทดลองอย่างรัดกุม, เช่นเดียวกับที่ต้องคำนึงถึงว่าจะทำให้น้ำร้อนขึ้นด้วยวิธีอย่างไรกันแน่ และเทอร์โมมิเตอร์ที่ใช้ควรจะเป็นแบบไหน การทดลองก็ควรพิจารณารายละเอียดของสิ่งแวดล้อมรอบภาชนะบรรจุน้ำให้มาก ๆ ด้วย, มันสามารถสร้างความแตกต่าง ไม่ว่าน้ำจะอยู่ในตู้แช่แข็งที่ว่างเปล่า หรืออยู่ท่ามกลางพิซซ่าแช่แข็งกับกล่องใส่ไอสครีมที่ปกคลุมด้วยชั้นบาง ๆ ของเกล็ดน้ำแข็ง เขากล่าว

ถึงแม้ว่าปริศนานี้ยังไม่มีใครไขกระจ่าง แต่ทว่าก็ยังมีผู้มานะพยายามที่จะแก้ปัญหาอยู่จนถึงปัจจุบัน อ่านบทความนี้แล้วลองมาคิดดูเล่นๆครับว่า ปรากฏการณ์นี้จะสามารถอธิบายด้วยเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างไร

Mpemba Effect  เกิดจาก
  1. น้ำร้อน ไอน้ำระเหยตัวออกไป จึงทำให้ มวลของน้ำน้อยลงกว่าน้ำเย็น
  2. ขณะต้มน้ำ ความร้อนได้ไล่ก๊าซต่างๆออกไปจากน้ำ ทำให้ไม่มีแก๊สขั้นระหว่างโมเลกุลน้ำแต่ละโมเลกุล ทำให้ความเย็นถ่ายเทได้ทั่วถึงเร็วกว่า
  3. น้ำร้อนมีความหนืดน้อยกว่าน้ำอุ่น จึงทำให้มีการไหลวนและแลกเปลี่ยนความเย็นได้ดีกว่า