Deze ogenschijnlijk eenvoudige vraag blijft voor aanzienlijke controverse zorgen. Takamasa Takahashi, een natuurkundige aan het St. Norbert College in De Pere, Wis., Probeert een definitief antwoord:
“Koud water kookt niet sneller dan heet water. De opwarmsnelheid van een vloeistof hangt af van de grootte van het temperatuurverschil tussen de vloeistof en zijn omgeving (bijvoorbeeld de vlam op de kachel). Als gevolg hiervan zal koud water sneller warmte opnemen terwijl het nog koud is; zodra het op de temperatuur van warm water komt, de opwarmsnelheid vertraagt en vanaf daar duurt het net zo lang om het aan de kook te brengen als het water dat in het begin heet was. Omdat het enige tijd duurt voordat koud water de temperatuur van warm water bereikt, duurt het duidelijk langer voordat koud water kookt dan heet water. Er kan een psychologisch effect in het spel zijn; koud water begint sneller te koken dan men zou verwachten vanwege de eerder genoemde grotere warmteabsorptie als water kouder is.
“Naar het eerste deel van de vraag – “Bevriest heet water sneller dan koud water?” – de a antwoord is “Gewoonlijk niet, maar mogelijk onder bepaalde voorwaarden.” Er zijn 540 calorieën nodig om een gram water te verdampen, terwijl er 100 calorieën nodig zijn om een gram vloeibaar water van 0 graden Celsius naar 100 graden Celsius te brengen. hoog omdat elke verdampende gram minstens 540 calorieën uit het achtergebleven water haalt. Dit is een zeer grote hoeveelheid warmte vergeleken met de ene calorie per graad Celsius die wordt onttrokken aan elke gram water die afkoelt door regelmatige thermische geleiding.
“Het hangt allemaal af van hoe snel de afkoeling plaatsvindt, en het blijkt dat heet water niet eerder zal bevriezen dan koud water maar eerder zal bevriezen dan lauw water. Water van 100 graden C zal bijvoorbeeld bevriezen voordat water warmer is dan 60 graden C maar niet eerder water koeler dan 60 graden C. Dit fenomeen is vooral duidelijk wanneer het oppervlak dat afkoelt door snelle verdamping groot is in vergelijking met de hoeveelheid water die erbij betrokken is, zoals wanneer je een auto wast met warm water op een koude winterdag.
“Een andere situatie waarin warm water kan sneller bevriezen wanneer een pan met koud water en een pan met heet water van gelijke massa in een vriesvak worden geplaatst. Er is het hierboven genoemde effect van verdamping, en ook het thermische contact met de diepvriesplank zal het onderste deel van het water afkoelen. Als het water koud genoeg is, bijna vier graden Celsius (de temperatuur waarbij het water het dichtst is), zal het bijna ijskoude water aan de onderkant naar boven stijgen. Convectiestromen gaan door totdat het hele water 0 graden C is, waarna al het water uiteindelijk bevriest. Als het water in eerste instantie heet is, is het gekoelde water aan de onderkant dichter dan het hete water aan de bovenkant, zodat er geen convectie optreedt en het onderste deel zal gaan vriezen terwijl de bovenkant nog warm is. Dit effect, gecombineerd met het verdampingseffect, kan ervoor zorgen dat heet water in sommige gevallen sneller bevriest dan koud water. In dit geval zal de vriezer natuurlijk harder hebben gewerkt gedurende de gegeven tijd en meer warmte onttrekken aan heet water. “
Robert Ehrlich van George Mason University, in Fairfax, Virginia, voegt toe aan enkele punten die door Takahashi zijn gemaakt:
“Er zijn twee manieren waarop heet water sneller kan bevriezen dan koud water. Eén manier hangt af van het feit dat heet water sneller verdampt, zodat als je zou beginnen met gelijke hoeveelheden warm en koud water, er snel minder warm water zou zijn om te bevriezen, en daarom zou het het koude water inhalen en eerst bevriezen, want hoe kleiner de massa, hoe korter de vriestijd. De andere manier waarop het kan gebeuren (in het geval van een schaal met water met een platte bodem die in een vriezer wordt geplaatst) is als het hete water het ijs onder de bodem van de schaal doet smelten, wat leidt tot een beter thermisch contact wanneer het opnieuw bevriest. ” / p>
Voel je je nog steeds sceptisch? Fred W. Decker, een meteoroloog aan de Oregon State University in Corvallis, moedigt lezers aan om de vraag voor zichzelf op te lossen:
“Je kunt gemakkelijk een experiment opzetten om te leren dat eerder bevriest: water dat aanvankelijk heet is, of water dat aanvankelijk koud is. Gebruik een bepaalde instelling op een elektrische kookplaat en klok de tijd tussen het starten en koken voor een bepaalde pan die bijvoorbeeld een liter water bevat; Begin eerst met het water dat zo koud is als de kraan zal geven en herhaal het dan met het heetste water dat er uit die kraan komt. Ik durf te wedden dat de liter water die aanvankelijk heet is, in veel minder tijd aan de kook komt dan de liter water die aanvankelijk koud was.
“Het invriesexperiment is moeilijker uit te voeren, omdat het idealiter een inloopkoelkamer vereist die is ingesteld op een temperatuur onder het vriespunt. Neem in de kamer twee melkflessen van een liter gevuld met water, de ene uit een hete kraan en de andere uit een koude kraan buiten de kamer. Geef ze tijd om te bevriezen, en ik durf opnieuw te wedden dat het aanvankelijk koudere water eerder zal bevriezen dan het aanvankelijk hete water. “
Decker concludeert dat veel folklore het resultaat is van een poging om zon vraag te beantwoorden onder omstandigheden die alle andere dingen niet gelijk maken , wat de voorgaande experimenten doen.
Voel je je nog steeds sceptisch? Fred W. Decker, een meteoroloog bij Oregon State University in Corvallis, moedigt lezers aan om de vraag voor zichzelf op te lossen:
“Je kunt gemakkelijk een experiment opzetten om te ontdekken wat eerder bevriest: water dat aanvankelijk heet is, of water dat aanvankelijk koud is. Gebruik een bepaalde instelling op een elektrische kookplaat en klok de tijd tussen het starten en koken voor een bepaalde pan die bijvoorbeeld een liter water bevat; Begin eerst met het water dat zo koud is als de kraan zal geven en herhaal het dan met het heetste water dat er uit die kraan komt. Ik durf te wedden dat de liter water die aanvankelijk heet is, in veel minder tijd aan de kook komt dan de liter die aanvankelijk koud is.
“Het vriesexperiment is moeilijker uit te voeren, omdat het idealiter een wandeling vereist. in een koelcel die is ingesteld op een temperatuur onder het vriespunt. Neem twee melkflessen met een inhoud van een liter in de kamer, gevuld met water, een uit een hete kraan en de andere uit een koude kraan buiten de kamer. Geef ze tijd om te bevriezen, en ik durf opnieuw te wedden dat het aanvankelijk koudere water eerder zal bevriezen dan het aanvankelijk hete water. “
Decker concludeert dat” veel folklore het resultaat is van het proberen om een dergelijke vraag te beantwoorden onder omstandigheden die dat wel doen. niet “alle andere dingen gelijk maken”, wat de voorgaande experimenten doen.