Um estudante de 13 anos foi ridicularizado na aula por dizer que água quente congela antes da fria

Em 1963, na escola secundária Magamba, na Tanzânia, uma turma de adolescentes fazia sorvete numa aula de culinária. A receita mandava ferver o leite, esperar esfriar e levar ao congelador.

Erasto Mpemba, 13 anos, viu que os colegas estavam ocupando os últimos espaços do freezer e não quis esperar o leite esfriar. Colocou fervendo mesmo.

Uma hora e meia depois, o dele estava congelado. O dos colegas, que tinham esperado esfriar, ainda não.

A pergunta que rendeu chacota

Mpemba perguntou ao professor de física por que aquilo tinha acontecido.

A resposta, segundo o relato dele, foi que ele devia estar confundindo as coisas. Quando insistiu, virou piada da turma. Erro dele passou a ser chamado de "física do Mpemba".

Ele testou de novo com água em vez de leite. Deu o mesmo resultado. Perguntou a outros professores, e ouviu a mesma coisa.

O físico que resolveu ouvir

Em 1966, o físico britânico Denis Osborne, da Universidade de Dar es Salaam, foi dar uma palestra na escola de Mpemba, que então estudava no ensino médio.

No fim, Mpemba fez a pergunta. Os colegas riram outra vez.

Osborne não riu. Respondeu que não sabia, mas que iria verificar. Voltou para o laboratório e pediu a um técnico que repetisse o procedimento. O técnico relatou o mesmo resultado, com o comentário de que continuaria testando até obter o resultado esperado.

Osborne convidou o adolescente a assinar o artigo com ele. "Cool?" saiu na revista Physics Education em 1969, com Erasto B. Mpemba como primeiro autor.

O fenômeno passou a se chamar efeito Mpemba.

As explicações propostas

Ao longo de cinco décadas, apareceram várias hipóteses. Entre as mais citadas:

• Evaporação. A água quente perde massa evaporando, e sobra menos líquido para congelar.
• Convecção. As correntes internas de um líquido quente distribuem calor de forma diferente.
• Gases dissolvidos. Água fervida perde gases, e isso mudaria o congelamento.
• Contato com a superfície. Um recipiente quente derrete a camada de gelo sob si e passa a ter contato térmico melhor com a prateleira.
• Ligações de hidrogênio. Propostas sobre a estrutura molecular da água.

Nenhuma explicou todos os relatos, e várias eram incompatíveis entre si.

O estudo que virou a mesa

Em 2016, Henry Burridge e Paul Linden, então na Universidade de Cambridge, publicaram na Scientific Reports uma tentativa cuidadosa de reproduzir o efeito.

Eles repetiram o experimento muitas vezes, controlando o que os estudos anteriores não controlavam com rigor, e chegaram a uma conclusão desconfortável.

O resultado dependia de onde o termômetro estava. Pequenas diferenças no posicionamento do sensor dentro do recipiente mudavam completamente qual amostra parecia congelar primeiro. Deslocando o sensor poucos centímetros, o efeito aparecia ou sumia.

Os autores concluíram que não havia evidência de que água quente esfria mais rápido, e que os relatos anteriores eram provavelmente artefato de medição.

O trabalho não encerrou o debate. Publicações posteriores relataram efeitos parecidos em outros sistemas, como materiais granulares e simulações. Mas para água em recipiente, que é a versão popular da história, a evidência hoje é fraca.

O detalhe que amarra tudo

Repare no que sobrou dessa história depois de sessenta anos.

O fenômeno que Mpemba descreveu provavelmente não existe da forma como ficou famoso. E ainda assim ele está certo no que importa.

Ele observou algo, foi contrariado pela autoridade da sala, testou de novo, insistiu, e encontrou um adulto disposto a responder "não sei, vamos verificar". Esse é o procedimento inteiro. Foi assim que a observação virou artigo, o artigo virou objeto de estudo, e o estudo acabou mostrando que a observação original era provavelmente um erro de medida.

O sistema funcionou exatamente como deveria. Levou meio século, mas funcionou.

Erasto Mpemba nunca virou físico. Formou-se em manejo de fauna, trabalhou como funcionário público na Tanzânia e morreu em 2020, aos 70 anos. O efeito com seu nome continua nos livros, agora com uma nota de rodapé sobre a controvérsia.

Ele foi o único aluno da turma a insistir na pergunta. É por isso que a gente sabe o nome dele.