しつこくやってみた。「ムペンバ効果」リベンジ実験。
2008.08.02 Sat
気持ちがもやもやするので、実験にもう一度挑戦しました。
前回の実験後、あの水道局のページを見て以来、
ムペンバ効果に関する「対流｣論が気になってました。
なんせ東大の先生がハッキリとした口調で
「もっとも大きな理由は、対流です」
と書いてるワケです。この問題はもう解明済みなのだと思うほどです。
発見者のムペンバ君がアイスクリームを作るときに発見したというので、
対流が主要因になりえるのか？という疑念も消えないのですが...
しかし対流が主要因となると、
前回の容器がダメだった可能性もある。
そこで別の容器を使って試してみました。
実験の様子
※実験に関する注意事項
(1)今回はプラスチックのコップを容器にしました。また、なけなしの頭で小細工を利かせ、新たな対照を加えました。
・室温……
沸かしたお湯を魔法瓶から出しフタをして、2時間放置したもの。
・室温（水道水）……
水道から出した水にフタをして、2時間放置したもの。
・熱湯……
沸かしたお湯を魔法瓶に入れ、実験直前にだしたもの。
・熱湯（断熱）……
ティッシュとクシャクシャにした銀紙を三層に重ね、側面と底面の断熱性を高めたもの。
上面と下面の温度勾配を保ち、対流が長時間続くことを狙った。
(2)体積は前回よりちょっとだけ厳密に。実験のカップより小さい別の容器ですりきりの量を移しました。
(3)容積が前回より増えたので(100ccくらい)、冷凍時間も長めに3時間とりました。結果的には5時間くらいにすべきだったかもなあ。
(4)割り箸を置いた、途中で冷凍庫を開けないなど細かいことは前回と同じです。ミトンも薄いままでした。
実験の結果
ダメでした。もう全然ダメ。 orz
氷の大きい順に並べると、
『室温』 ＞ 『室温（水道水）』 ＞ 『熱湯』＞ 『熱湯（断熱）』
室温と室温（水道水）の氷の違いは、ちょっと微妙。
意味のある違いかどうかはよくわかりません。
熱湯（断熱）はもう、フタみたいに上面しか凍ってない！
これはある意味、断熱性能は非常に高かったという証明ですよね。
この実験で『対流が主要因』説が棄却されたとは思いませんが、
個人的には疑念が残りました。
それとも水も断熱を試すべき？ そんでさらに長時間冷凍庫に入れる？
でも両方をわざわざ凍りにくくした状態（上面以外を断熱）で「お湯が凍るのが先」ってのはガッテンの主張とだいぶ違ってくるような...
さて、ムペンバ効果が実際に起こりうるとすれば、
失敗した原因はいったい何だろうか？
A お前んちの冷凍庫が弱すぎる
B 実は皿のような浅い容器が適切である
C 実は確率的な問題で、起きたり起きなかったりする
D それ以外
A はありそうな気がするなあ。どうしようもないけど。
B もありうるが、NHKはビーカーで実験したようなので高さのある容器がダメではないはずだ。
C はネットで見られる意見のひとつ。
確かに温度が高い（冷凍庫内の平衡からのズレが大きい）ほど温度の低下速度、同じ時間に下がる温度の数値は大きい。
だから実は凍るまでの時間差が思ったより少なく、置いた場所や容積や不純物といった条件の違いで、しばしば熱湯側が先に凍ることが起きるという意見。
でもNHKは10回以上試して全部成功したって言ってるんだよね〜。（リンク先は他の方のブログ）
D の可能性もあるでしょう。あんまり思いつかないけど。少なくとも僕が見落としてることはたくさんあると思う。情報求む。
しかしホント、自分は小学校時代から実験が下手クソで......全然上手くいかないよ〜
今のところの結論！
「お湯が水より早く凍る」のはいつでも起きるような一般化される現象ではない。
ムペンバ効果が起きるとすれば、なんらかの環境条件がしっかり成立している必要がある。
家で氷がほしいときは、たぶん普通の水を使うべき。
すげー当たり前の結論。 orz
