ムペンバ効果・続考（追記）

　ムペンバ効果の話は一部で広い関心を惹いている．『水が凍ること』という身近な現象なので科学の素人でもそれなりの考察を楽しめるためだろう．
　しかし，この現象の説明はまだ確定版が無い，といっていい状況のようだ．私も考えてみたのだが，無論，推測の域を出ない【注】．その中で，COMPLEX CATさんからご紹介を戴いたものがある．



　それはapjさんというお方の記事ムペンバ効果調査中（１） である．仕事が終わってから拝見した．

　要するに，その記事では以下のような説を紹介してあり，ご本人も支持しておられるようであった．

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　１．零度になるまでの時間は低温からスタートした方（Ａとする）が早いがその差は恐らくわずかだろう．この理由は，高温域では冷却速度が速いから，高温からスタートした方（Ｂとする）がその恩恵をたくさん受ける．
　２．氷になるのは過冷却から如何に脱するかであるが，それは核がたまたまたくさん存在するかどうかに依存しており，氷になるのは確率的現象である．
　３．従って，Ａが過冷却から脱するのに運悪くもたもたしていたら，零度に到達するのが少し遅れたＢであっても，氷になるまでには十分逆転の可能性がある．
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　以上の説明は一応，なるほどと思わせるものがあるが，よく考えると少し違和感が出てくる部分がある．それをまとめてみる．（必ずしも，おかしいというのではない．これだけ（過冷却の確率現象）の理由だとすれば他に説明必要なことが新たに出てくる，という意味である．理由の一部になっているであろうことは恐らくそうだろう，と一応，同意しておく）．

　（１）　１０度の水対２０度の水でも起きるのか？

　過冷却の確率性がムペンバ効果の本質であるとすれば，これは高温８０度と低温２０度の時にだけ起こる現象ではないはずである．例えば，１０度の水と２０度の水は常にどちらが先に氷になるかを争っていることになる．勝敗は１０度の水が６０％で勝利であろうが，かなりの頻度で１０度の水より２０度の水が先に凍ることになる．
　となれば，凍る順序はスタート時点の温度の順通りにはならないことが頻繁に観察されているはずなのだが，果たしてそうなのだろうか．

　（２）　高温だったＢの場合，必ずＡの温度を通るではないか．

　いくら高温部での冷却速度が速いと言っても，いずれＡがスタートした温度（例えば２０度）を辿るのである．するとその温度から下は，Ａと同じ時間がかかると見なければならない．つまり，どういう経路をたどって２０度になったにしても，２０度の水は２０度の水に過ぎないのである．
　これは私の前記事，ムペンバ効果と水伝での喩えでいえば，同じ亀同士の競争になってしまうことを意味する．つまり，Ｂのそこから先，零度に到達するまでの時間はＡの水が零度に到達した時間と全く同じ時間がかかることになる．これは相当な時間差ができるはずではないだろうか．（だから，過冷却を脱するためのばらつき時間を越える可能性が高まる）．
　唯一，この時間を短縮できる可能性は，初めのＡの状態と，後から到達したＢが最初のＡの温度に到達した時に，何らかの違いがある場合である．
　その違いとして考えられるのは，
　１．Ｂが到達した場合，温度分布が初めのＡと違っている．（一様ではない）．だからＢの温度とは平均温度を意味することになる．これがプラス（早く冷える）に作用するかどうかは条件によって変わるだろう．
　２．ちなみに，水の性質は全く変わらないはずだ．たとえばクラスターができたなんぞのトンデモ現象は起らない．
　３．体積が減っているかもしれない．（これは前記事における私の重視項目．理由は当該記事を参照のこと）．

　例えばこのように，初めのＡの状態と後からその温度に到達したＢの状態が違っていなければ逆転現象は起りにくいのではないかと思うのである．
　つまり，零度地点での過冷却の確率現象のみで説明することは無理がありそうに考えるのだが，どんなものだろうか．

　（３）【追記】（たとえば）２０度までの到達時間＝＝＝＝＝＝＝

　とにかく，氷になるまでの時間は何度からスタートしてもあまり関係なく，零度以下の過冷却から脱する確率現象に本質的に支配されている，というのであれば，逆に零度に達するまでの時間はどの温度からスタートしても大差ない，ということになる．
　それから，２０度に達する時間も氷になる時間に比べて大きな割合を占めないことになる．３０度から２０度になる時間と８０度から２０度になる時間もあまり変わらないことになる．２０度から１０度になる時間も５０度から１０度になる時間もあまり変わらないことになる．
　要するに，高温から零度以上のどの温度に到達するにしても，それに要する時間は，過冷却から脱するための確率現象が生起する時間に比べて，非常に小さいことになる．
　この結論はは非常に無理があるのではないかな？＝＝＝＝＝＝

　とにかく，再現確率を見るために多くのデータを集積したいところである．特に，ゼロ度に到達するまでの時間がそれほど違わないものなのかどうかである．
　さらに，拙論の根幹である蒸発気化による影響があるかどうかは，密閉容器で調べて見ればわかりそうである．

　以上，取り急ぎ，不十分であるがまとめておく．

【注】　私の論拠は，「伝熱面積の増大効果（気化による）」とその結果の「熱伝導する部分の縮小効果（熱の伝わりが遅い部分が小さくなった）」が主となっている．