Warmes Wasser gefriert schneller, nur warum?

[janw]

Gestern bin ich auf ein wissenschafliches Rätsel gestoßen, das bis jetzt ein Rätsel geblieben ist.
Es geht darum, daß warmes Wasser, wenn man es in einen Gefrierschrank stellt, schneller gefriert, als kaltes Wasser, mit dem gleichzeitig dasselbe angestellt wird.
Und keiner weiß warum.

Mir ist eine Erklärung dazu eingefallen, ich weiß nur nicht, ob die "zieht".

Und zwar besteht Wasser ja bekanntlich aus fluktuierenden Molekülclustern, die durch kurzlebige Wasserstoffbrückenbindungen zusammen gehalten werden. Moleküle binden sich an, lösen sich und binden sich woanders an.
Diese Wasserstoffbrückenbindungen erschweren, wenn ich es richtig verstehe, das Gefrieren, weshalb Wasser auch etwas unter 0°C noch flüssig bleiben kann.
Nun treten mit steigender Temperatur immer mehr freie Wassermoleküle auf, die verdampfen können, und ich stelle mir vor, daß diese, wenn sie in hinreichender Dichte auftreten, als Kristallisationskeime dienen könnten. Wenn die Eisbildung initiiert ist, könnten einfach immer mehr freie Moleküle angezogen werden und die Kristallbildung in Konkurrenz zur Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen treten und energetisch oder raumtechnisch (sterisch) günstiger als diese sein.

[Katinka3]

Das müsste doch der Uni Professor wissen, in Physik, oder verrät er es nicht?

[janw]

Das ist ein Rätsel, an dem sich offenbar schon etliche kluge Köpfe versucht haben.

[Traitor]

Bekannt und berüchtigt als "Mpemba-Effekt", siehe dazu Wikipedia, Quarks&Co und einen gewissen Monwhea Jeng.

Die Allaussage ist auf jeden Fall falsch, es klappt nur unter manchen Bedingungen. In den naheliegendsten Varianten, einfach irgendwelche offenen Gefäße einzufrieren, dürfte dann, wenn der Effekt auftritt, die Verdampfungserklärung die dominante sein.
Wenn man die Systeme optimal abschirmt und alle Nebenbedigungen kontrolliert, scheint noch ein bisschen umstritten zu sein, ob er überhaupt auftritt. Wenn er es tun sollte, dann liegt es wohl an Schichtung und Kristallisationskeimen, da das die einzigen Eigenschaften sind, die sich an die Vorgeschichte des Wassers "erinnern". Etwas exotisches wie erinnernde Struktur der Brückenbindungen (belebtes Wasser? ) braucht es da aber nicht, (Nicht-)Durchmischungseffekte, gelöste Gase und Feststoffe dürften reichen.

[janw]

Ich verstehe nicht so ganz, weshalb man hier mit Obskuritäten wie dem "Erinnern" hantiert, wäre nicht einfach ausreichend, daß im wärmeren Wasser mehr ungebundene Wassermoleküle vorhanden sind, die nun die gegenüber der Brückenbindung energetisch etwas begünstigte Kristallbindung eingehen und damit als Kristallisationskeime fungieren?
Ich bin übrigens durch "Quarks und Co" auf die Sache gestoßen.

[Traitor]

"Erinnern" nicht in esoterischem Sinne. Es geht nur darum, dass auch das heiße Wasser ja zwischendurch kühl wird, neben der Temperatur also noch andere Parameter relevant sind, eben Massenverlust, Durchmischung, gelöste Stoffe, Kristallisationskeime. Die Brückenbindungen sollten unterhalb der hier relevanten Skalen liegen.