Această întrebare aparent simplă continuă să genereze controverse considerabile. Takamasa Takahashi, fizician la Colegiul St. Norbert din De Pere, Wis., Încearcă un răspuns definitiv:
„Apa rece nu fierbe mai repede decât apa fierbinte. Rata de încălzire a unui lichid depinde de magnitudinea diferenței de temperatură dintre lichid și împrejurimi (flacăra de pe aragaz, de exemplu). Ca rezultat, apa rece va absorbi căldura mai repede în timp ce este încă rece; odată ce ajunge la temperatura apei calde, viteza de încălzire încetinește și de acolo durează la fel de mult timp până la fierbere ca apa care a fost fierbinte pentru a începe. Deoarece este nevoie de apă rece ceva timp pentru a ajunge la temperatura apei calde, apa rece durează în mod clar până Poate exista un anumit efect psihologic în joc; apa rece începe să fiarbă mai repede decât s-ar putea aștepta din cauza ratei mai mari de absorbție a căldurii, atunci când apa este mai rece.
„Până la prima parte a întrebarea – „Apa fierbinte îngheață mai repede decât apa rece?” – a nswer este „Nu de obicei, dar posibil în anumite condiții”. Este nevoie de 540 de calorii pentru a vaporiza un gram de apă, în timp ce este nevoie de 100 de calorii pentru a aduce un gram de apă lichidă de la 0 grade Celsius la 100 de grade C. Când apa este mai fierbinte de 80 de grade C, rata de răcire prin vaporizare rapidă este foarte mare. mare deoarece fiecare gram de evaporare extrage cel puțin 540 de calorii din apa lăsată în urmă. Aceasta este o cantitate foarte mare de căldură în comparație cu cea a unei calorii pe grad Celsius care este extrasă din fiecare gram de apă care se răcește prin conducere termică regulată.
„Totul depinde de cât de repede are loc răcirea și se pare că apa fierbinte nu va îngheța înainte de apa rece, ci va îngheța înainte de apa călduță. Apa la 100 de grade C, de exemplu, va îngheța înainte de apă mai caldă decât 60 grade C, dar nu înainte de apă mai rece decât 60 grade C. Acest fenomen este deosebit de evident atunci când suprafața care se răcește prin evaporare rapidă este mare în comparație cu cantitatea de apă implicată, cum ar fi atunci când spălați o mașină cu apă fierbinte într-o zi rece de iarnă.
„O altă situație în care cald apa poate îngheța mai repede atunci când o tigaie cu apă rece și o tigaie cu apă fierbinte de masă egală sunt plasate într-un compartiment congelator. Există efectul evaporării menționat mai sus și, de asemenea, contactul termic cu raftul congelatorului va răci partea inferioară a corpului de apă. Dacă apa este suficient de rece, aproape de patru grade C (temperatura la care apa este cea mai densă), atunci apa aproape înghețată din partea de jos se va ridica la vârf. Curenții de convecție vor continua până când întregul corp de apă este de 0 grade C, moment în care toată apa îngheață în cele din urmă. Dacă apa este fierbinte inițial, apa răcită în partea de jos este mai densă decât apa fierbinte din partea superioară, deci nu va apărea nicio convecție și partea inferioară va începe să înghețe în timp ce partea superioară este încă caldă. Acest efect, combinat cu efectul de evaporare, poate face ca apa fierbinte să înghețe mai repede decât apa rece în unele cazuri. În acest caz, desigur, congelatorul va fi lucrat mai mult în timpul dat, extragând mai multă căldură din apa fierbinte. „
Robert Ehrlich de la Universitatea George Mason, din Fairfax, Virginia, adaugă la câteva dintre punctele făcute de Takahashi:
„Există două moduri în care apa fierbinte ar putea să înghețe mai repede decât apa rece. O modalitate depinde de faptul că apa fierbinte se evaporă mai repede, astfel încât, dacă ați începe cu mase egale de apă fierbinte și rece, ar fi în curând mai puțină apă fierbinte care să înghețe și, prin urmare, ar depăși apa rece și ar îngheța mai întâi, deoarece cu cât masa este mai mică, cu atât timpul de congelare este mai scurt. Alt mod în care s-ar putea întâmpla (în cazul unui vas cu apă cu fund plat, plasat într-un congelator) este dacă apa fierbinte topește gheața sub fundul vasului, ducând la un contact termic mai bun atunci când se reînghețează. „
Încă vă simțiți sceptic? Fred W. Decker, meteorolog la Universitatea de Stat din Oregon din Corvallis, încurajează cititorii să își soluționeze singuri întrebarea:
„Puteți organiza cu ușurință un experiment pentru a învăța care îngheață mai devreme: apă care este inițial caldă sau apă care este inițial rece. Utilizați o setare dată pe o plită electrică și marcați timpul dintre pornire și fierbere pentru o oală dată care conține, să zicem, un litru de apă; mai întâi începeți cu apa la fel de rece pe care o va furniza robinetul și apoi repetați-o cu cea mai fierbinte apă disponibilă din acel robinet. Aș paria că un litru de apă fierbinte inițial va fierbe în mult mai puțin timp decât un litru de apă rece inițial.
„Experimentul de înghețare este mai greu de realizat, deoarece în mod ideal necesită o cameră de depozitare la rece care este setată la o temperatură sub îngheț. Luați în cameră două sticle de lapte cu un volum de litru umplute cu apă, unul dintr-un robinet fierbinte și celălalt dintr-un robinet rece în afara camerei. Așezați-le până la îngheț și aș paria din nou că apa inițial mai rece va îngheța mai repede decât apa fierbinte inițial. „
Decker conchide că „mult folclor rezultă din încercarea de a răspunde la o astfel de întrebare în condiții care nu fac„ toate celelalte lucruri egale ”, ceea ce fac experimentele de mai sus.
Încă te simți sceptic? Fred W. Decker, meteorolog la Universitatea de Stat din Oregon din Corvallis încurajează cititorii să rezolve singuri întrebarea:
„Puteți organiza cu ușurință un experiment pentru a afla care îngheață mai devreme: apa care este inițial fierbinte sau apa care este inițial rece. Utilizați o setare dată pe o plită electrică și marcați timpul dintre pornire și fierbere pentru o oală dată care conține, să zicem, un litru de apă; mai întâi începeți cu apa la fel de rece pe care o va furniza robinetul și apoi repetați-o cu cea mai fierbinte apă disponibilă din acel robinet. Aș paria că litrul de apă fierbinte inițial va fierbe în mult mai puțin timp decât litrul de apă rece inițial.
„Experimentul de îngheț este mai greu de realizat, deoarece în mod ideal necesită o plimbare- în camera de depozitare frigorifică setată la o temperatură sub îngheț. Luați în cameră două sticle de lapte cu un volum de litru umplute cu apă, una dintr-un robinet fierbinte și cealaltă dintr-un robinet rece în afara camerei. Așezați-le până la îngheț și aș paria din nou că apa inițial mai rece va îngheța mai repede decât apa fierbinte inițial. „
Decker concluzionează că” mult folclor rezultă din încercarea de a răspunde la o astfel de întrebare în condiții care nu nu faceți „toate celelalte lucruri egale”, ceea ce fac experimentele de mai sus.