Zwei gleiche Becher, einer mit kochend heißem, einer mit lauwarmem Wasser – beide wandern gleichzeitig ins Gefrierfach. Unter den richtigen Bedingungen ist der heiße Becher zuerst zu Eis. Dieses Verhalten trägt einen Namen: Mpemba-Effekt. Es klingt nach einem physikalischen Fehler, ist aber seit Jahrzehnten dokumentiert – und bis heute nicht vollständig geklärt.
Das Spannende daran ist nicht nur das Phänomen selbst, sondern wie hartnäckig es sich einer einfachen Erklärung entzieht. Selbst Fachleute streiten, ob und wann der Effekt überhaupt zuverlässig auftritt.
Stimmt das wirklich?
Benannt ist der Effekt nach Erasto Mpemba, einem Schüler aus Tansania. 1963 stellte er im Kochunterricht Speiseeis her und kippte seine noch heiße Milchmischung ins Gefrierfach, während die Mitschüler ihre erst abkühlen ließen. Mpembas warme Mischung war zuerst gefroren. Sein Lehrer hielt es für einen Irrtum – Mpemba blieb dran.
Jahre später traf er auf den Physiker Denis Osborne, der das Phänomen ernst nahm. 1969 veröffentlichten beide gemeinsam eine Untersuchung und machten den Effekt wissenschaftlich bekannt. Schon lange vorher hatten übrigens Aristoteles, Francis Bacon und René Descartes ähnliche Beobachtungen notiert – nur ohne Erklärung.
Wichtig für die Ehrlichkeit der Geschichte: Der Effekt lässt sich nicht beliebig auf Knopfdruck reproduzieren. 2016 veröffentlichten die Physiker Henry Burridge und Paul Linden eine sorgfältige Messreihe und fanden keinen belastbaren Beleg dafür, dass heißes Wasser schneller die 0-°C-Marke erreicht. Sie führten frühere Resultate teils auf ungenaue Thermometer-Positionen zurück. Andere Gruppen widersprachen scharf. Der Mpemba-Effekt ist also kein Naturgesetz, sondern ein Phänomen, das nur unter bestimmten, schwer kontrollierbaren Bedingungen erscheint.
Warum gefriert heißes Wasser schneller?
Es gibt nicht die eine Ursache, sondern mehrere Mechanismen, die zusammenwirken können. Die meistdiskutierten:
| Erklärungsansatz | Was dahintersteckt |
|---|---|
| Verdunstung | Heißes Wasser verdunstet stärker. Es verliert dabei Masse und Wärmeenergie – am Ende muss weniger Wasser gefrieren. |
| Konvektion | Der große Temperaturunterschied zur kalten Umgebung treibt die Wärme schneller nach außen; warmes Wasser strömt zudem leichter. |
| Unterkühlung | Kaltes Wasser bleibt oft unter 0 °C flüssig, bevor es schlagartig gefriert. Heißes Wasser durchläuft diesen verzögernden Zustand seltener. |
| Gelöste Gase | Beim Erhitzen entweichen gelöste Gase. Das verändert die Eigenschaften des Wassers und könnte das Gefrieren begünstigen. |
| Frostschicht | Ein heißer Becher kann die Reifschicht unter sich schmelzen und so besseren Kontakt zur kalten Fläche bekommen. |
Eine viel beachtete These von 2013 führte den Effekt auf das Verhalten der Wasserstoffbrücken zwischen den Wassermolekülen zurück: In heißem Wasser sollen sie Energie schneller abgeben können. Bewiesen ist auch das nicht – es zeigt nur, wie tief die Frage ins Innere des Wassers reicht.
Noch verrückter: der umgekehrte Effekt
2017 zeigten Forschende, dass es eine Spiegelvariante gibt: Unter passenden Bedingungen kann sich ein zuvor stark abgekühltes System schneller wieder aufwärmen als ein weniger kaltes. Der Mpemba-Effekt ist damit kein Einzelfall des Gefrierens, sondern Teil einer größeren Klasse seltsamer Abkühl- und Aufwärmprozesse.
2026 legte ein Team um John Goold vom Trinity College Dublin im Fachjournal Physical Review X eine übergreifende Erklärung vor. Über die sogenannte Ressourcentheorie behandeln sie klassische und quantenmechanische Spielarten des Effekts in einem gemeinsamen Rahmen: Systeme bauen auf dem Weg ins Gleichgewicht bestimmte „Ressourcen“ ab, und unter extremen Startbedingungen können sich die langsamsten Wege gegenseitig auslöschen – der Ausgangszustand erreicht das Gleichgewicht überraschend schnell.
Wann der Effekt auftritt – und wann nicht
Wer es selbst probieren will: Der Mpemba-Effekt zeigt sich am ehesten in flachen, offenen Gefäßen, bei kräftigem Temperaturunterschied und in einem Gefrierfach mit Frostschicht – also genau dann, wenn Verdunstung und Konvektion mitspielen. In einem geschlossenen, isolierten Behälter verschwindet er meist. Genau diese Empfindlichkeit ist der Grund, warum eine einfache, alltagstaugliche Faustregel fehlt – und warum der Effekt seit über 60 Jahren als faszinierendes, offenes Physik-Rätsel gilt.
Häufige Fragen
Was ist der Mpemba-Effekt?
Der Mpemba-Effekt beschreibt, dass heißes Wasser unter bestimmten Bedingungen schneller gefriert als kaltes. Benannt ist er nach dem tansanischen Schüler Erasto Mpemba, der das Phänomen 1963 beim Eismachen beobachtete.
Gefriert heißes Wasser wirklich immer schneller als kaltes?
Nein. Der Effekt tritt nur unter bestimmten Bedingungen auf und ist schwer reproduzierbar. Eine sorgfältige Studie von 2016 fand keinen klaren Beleg – der Mpemba-Effekt ist daher kein Naturgesetz, sondern ein umstrittenes Phänomen.
Warum gefriert heißes Wasser manchmal schneller?
Diskutiert werden mehrere Ursachen, die zusammenwirken können: stärkere Verdunstung, kräftigere Konvektion, seltenere Unterkühlung, entwichene gelöste Gase und das Schmelzen einer Frostschicht im Gefrierfach.
Wer hat den Mpemba-Effekt entdeckt?
Der tansanische Schüler Erasto Mpemba beobachtete ihn 1963. Gemeinsam mit dem Physiker Denis Osborne veröffentlichte er 1969 eine Untersuchung. Schon Aristoteles, Bacon und Descartes hatten ähnliche Beobachtungen notiert.
Kann ich den Mpemba-Effekt zu Hause testen?
Am ehesten gelingt er in flachen, offenen Gefäßen, mit großem Temperaturunterschied und in einem Gefrierfach mit Frostschicht. In geschlossenen, isolierten Behältern verschwindet er meist.