To pozornie proste pytanie nadal budzi poważne kontrowersje. Takamasa Takahashi, fizyk z St. Norbert College w De Pere w stanie Wisconsin, próbuje jednoznacznej odpowiedzi:
„Zimna woda nie wrze szybciej niż gorąca. Szybkość podgrzewania cieczy zależy od wielkość różnicy temperatur pomiędzy cieczą a jej otoczeniem (np. płomień na piecu). W efekcie zimna woda będzie szybciej absorbować ciepło, gdy jest jeszcze zimna; gdy osiągnie temperaturę ciepłej wody, tempo grzania spada i od tego momentu doprowadzenie go do wrzenia zajmuje tyle samo, co na początku wody, która była gorąca. Ponieważ zimna woda osiąga temperaturę ciepłej wody zajmuje trochę czasu, dlatego zimna woda wyraźnie zagotować niż gorąca woda. Podczas zabawy mogą wystąpić pewne skutki psychologiczne; zimna woda zaczyna wrzeć wcześniej, niż można by się spodziewać, z powodu wspomnianego wcześniej większego współczynnika pochłaniania ciepła, gdy woda jest zimniejsza.
„Do pierwszej części pytanie – „Czy ciepła woda zamarza szybciej niż zimna?” – a nswer brzmi „Zwykle nie, ale prawdopodobnie pod pewnymi warunkami”. Do odparowania jednego grama wody potrzeba 540 kalorii, podczas gdy potrzeba 100 kalorii, aby doprowadzić jeden gram ciekłej wody od 0 stopni Celsjusza do 100 stopni C.Gdy woda ma temperaturę wyższą niż 80 stopni C, szybkość chłodzenia przez szybkie odparowanie jest bardzo wysoka, ponieważ każdy parujący gram pobiera co najmniej 540 kalorii z pozostałej wody. Jest to bardzo duża ilość ciepła w porównaniu z jedną kalorią na stopień Celsjusza, która jest pobierana z każdego grama wody, która ochładza się w wyniku regularnego przewodzenia ciepła.
„Wszystko zależy od tego, jak szybko nastąpi chłodzenie, i okazuje się, że gorąca woda nie zamarznie przed zimną wodą, ale zamarznie przed wodą letnią. Na przykład woda o temperaturze 100 stopni C zamarznie, zanim woda będzie cieplejsza niż 60 stopni C, ale nie wcześniej niż woda chłodniejsza niż 60 stopni C. szczególnie widoczne, gdy powierzchnia, która ochładza się w wyniku szybkiego parowania, jest duża w porównaniu z ilością użytej wody, na przykład podczas mycia samochodu gorącą wodą w mroźny zimowy dzień.
„Inna sytuacja, w której gorący woda może zamarznąć szybciej, gdy w zamrażarce umieszcza się garnek z zimną wodą i gorącą wodę o równej masie. Występuje wspomniany efekt parowania, a także kontakt termiczny z półką zamrażarki chłodzi dolną część zbiornika wodnego. Jeśli woda jest wystarczająco zimna, zbliżona do czterech stopni C (temperatura, w której woda jest najgęstsza), wówczas prawie zamarzająca woda na dole podniesie się do góry. Prądy konwekcyjne będą trwać do momentu, gdy cała woda osiągnie 0 stopni C, w którym to momencie cała woda ostatecznie zamarza. Jeśli woda jest początkowo gorąca, schłodzona woda na dole jest gęstsza niż gorąca woda na górze, więc konwekcja nie nastąpi i dolna część zacznie zamarzać, gdy góra jest jeszcze ciepła. W połączeniu z efektem parowania, w niektórych przypadkach gorąca woda może zamarzać szybciej niż zimna. W tym przypadku, oczywiście, zamrażarka będzie pracowała ciężej przez określony czas, wydobywając więcej ciepła z gorącej wody.
Robert Ehrlich z George Mason University w Fairfax w Wirginii dodaje do niektóre z uwag Takahashiego:
„Są dwa sposoby, w których ciepła woda może zamarznąć szybciej niż zimna. Jeden sposób polega na tym, że gorąca woda paruje szybciej, więc jeśli zaczynasz od równych mas ciepłej i zimnej wody, wkrótce będzie mniej ciepłej wody do zamarznięcia, a zatem prześcignie zimną wodę i zamarznie jako pierwsza, ponieważ im mniejsza masa, tym krótszy czas zamrażania. Innym sposobem może się zdarzyć (w przypadku naczynia z wodą o płaskim dnie umieszczonym w zamrażarce) jest to, że gorąca woda topi lód pod dnem naczynia, co prowadzi do lepszego kontaktu termicznego po ponownym zamarznięciu. „
Nadal czujesz się sceptyczny? Fred W. Decker, meteorolog z Oregon State University w Corvallis, zachęca czytelników do samodzielnego rozstrzygnięcia tego pytania:
„Możesz łatwo przygotować eksperyment, aby się nauczyć która zamarza wcześniej: woda początkowo gorąca lub woda początkowo zimna. Użyj danego ustawienia na elektrycznej płycie grzejnej i odliczaj czas między startem a gotowaniem dla danego garnka zawierającego, powiedzmy, jedną kwartę wody; Najpierw zacznij od wody tak zimnej, jaką zapewni kran, a następnie powtórz to z najgorętszą dostępną wodą z tego kranu. Założę się, że kwartał wody początkowo gorącej zagotuje się w znacznie krótszym czasie niż litra wody początkowo zimnej.
„Eksperyment zamrażania jest trudniejszy do wykonania, ponieważ idealnie wymaga komory chłodniczej ustawionej na temperaturę poniżej zera. Do komory należy włożyć dwie litrowe butelki na mleko wypełnione wodą, jeden z ciepłego kranu, a drugi z zimnego kranu na zewnątrz komory. Ustaw czas na zamarznięcie i ponownie założę się, że początkowo zimniejsza woda zamarznie wcześniej niż początkowo ciepła woda.
Decker podsumowuje że „wiele folkloru wynika z próby odpowiedzi na takie pytanie w warunkach, które nie wyrównują„ wszystkich innych rzeczy ”, co robią powyższe eksperymenty.
Wciąż czuję się sceptyczny? Fred W. Decker, meteorolog z Oregon State University w Corvallis zachęca czytelników do samodzielnego rozstrzygnięcia tego pytania:
„Możesz z łatwością przeprowadzić eksperyment, aby dowiedzieć się, która z nich zamarza wcześniej: woda, która jest początkowo gorąca, czy woda, która jest początkowo zimna. Użyj danego ustawienia na elektrycznej płycie grzejnej i odliczaj czas między startem a gotowaniem dla danego garnka zawierającego, powiedzmy, jedną kwartę wody; Najpierw zacznij od wody tak zimnej, jaką zapewni kran, a następnie powtórz to z najgorętszą dostępną wodą z tego kranu. Założę się, że ćwierć wody początkowo gorącej zagotuje się w znacznie krótszym czasie niż ćwierć wody początkowo zimnej.
„Eksperyment zamrażania jest trudniejszy do wykonania, ponieważ idealnie wymaga spaceru- w komorze chłodniczej ustawionej na temperaturę poniżej zera. Do komory włożyć dwie litrowe butelki na mleko napełnione wodą, jedną z ciepłego kranu, a drugą z zimnego kranu znajdującego się poza komorą. Ustawiam czas na zamarznięcie. Znowu założyłbym się, że początkowo zimniejsza woda zamarznie wcześniej niż początkowo gorąca ”.
Decker stwierdza, że„ wiele folkloru wynika z próby odpowiedzi na takie pytanie w warunkach nie czynić „wszystkich innych rzeczy równymi”, co robią powyższe eksperymenty.