¿Qué ocurre cuando los enlaces de hidrógeno se estiran?

Question

Estoy investigando sobre el efecto Mpemba y me encontré con una explicación que dice que el efecto se produce porque a temperaturas más altas, los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua se estiran y almacenan energía y cuando el agua empieza a enfriarse, los enlaces de hidrógeno vuelven a la normalidad y liberan la energía almacenada además del proceso normal de enfriamiento, por eso el agua caliente se congela más rápido que el agua fría.

Soy bastante nuevo en lo que respecta a los enlaces de hidrógeno, así que no entiendo muy bien cómo los enlaces de hidrógeno pueden almacenar energía. Pensaba que los enlaces eran algo así como un imán que atrae algo, y que cuanto más se aleja, más débil es la fuerza de atracción. ¿O es que lo he entendido mal?

El artículo en el que vi esto es El agua caliente se congela más rápido que la fría; los físicos resuelven el efecto Mpemba

Answer 1

Sí, esta pregunta es sorprendentemente difícil de responder. Pero déjame explicarlo de esta manera. En termodinámica no puedes tener temperatura negativa. Por lo tanto, cada vez que se obtiene calor, en realidad se están ganando electrones. Cuando se ganan electrones, estos enlaces químicos cambian y se reorganizan, que es como pueden almacenar energía.

No pensamos en esto normalmente porque miramos el hidrógeno y sólo vemos un protón y un electrón. Pero en realidad, a menos que el hidrógeno se encuentre en un entorno extremo, es probable que haya absorbido energía de alguna manera.

Por ejemplo, si ponemos un vaso de agua bajo la luz solar concentrada, absorberá fotones, estos fotones serán absorbidos por los electrones en movimiento dentro del átomo. Lo que entendemos como "calor", además Si hay más electrones que moléculas de agua entonces comenzará a evaporarse porque se quedan sin espacio.