Estrategia para las pruebas en frío el mito de que el agua hierve más rápidamente que el agua caliente

May 26

De alguna manera surgió un mito que el agua fría hierve más rápido que el agua caliente. Es cierto que el agua más fría se calienta más rápido que el agua caliente, pero a medida que esté más caliente, la tasa de calentamiento se ralentiza. Esto se debe a la diferencia de temperatura es la que determina la tasa de conducción de calor de un objeto más caliente (aquí, la estufa) a un objeto más frío (aquí, el agua). La velocidad de transferencia de calor es proporcional a la diferencia de temperatura, o gradiente de temperatura, entre los objetos en contacto. Exponiendo el principio correcto, mientras que disipa el mito puede llevarse a cabo en un experimento sencillo.

Un pensamiento simple experimento

Un experimento simple pensamiento revela lo absurdo de esta proposición. Si una olla de agua caliente de, digamos, 122 ° F hasta 212 ° F (el punto de ebullición del agua), y el otro se calienta hasta de 176 F a 212 ° F, entonces no la primera olla tiene el tiempo para llegar de 176 F a 212 F en el segundo?

La invalidación experimental

Un experimento sencillo que puede realizarse, el establecimiento de ollas similares en las estufas similares, siendo la única diferencia de que en un solo recipiente tiene el agua más caliente en ella. A su vez los ajustes de la estufa para ambas ollas al mismo ajuste de ebullición y ver cuál se reduce en primer lugar.

Un experimento implícita

Llame a X grados de temperatura de salida del agua más fresca y grados de temperatura Y de partida del agua más caliente. El agua más fría, finalmente, será igual a la temperatura inicial del agua más caliente. Que tenía que llegar a grados Y en su camino para llegar a ebullición demuestra que el agua más fría tomó más tiempo para hervir de lo que tardó en llegar desde una temperatura más cálida, grados Y, al punto de ebullición.

Time Graph

El agua más fría se calienta más rápido que el agua más caliente, si el calor aplicado es igual. Esto es, por supuesto, diferente a decir que el agua más fría llega a ebullición antes que el agua más caliente.

Para enseñar el principio correcto y para enseñar la distinción entre el principio correcta e incorrecta, el experimento de dos olla anterior puede realizarse como sigue. Los estudiantes pueden registrar las temperaturas del agua de los termómetros se alcanza cada minuto hasta que hierva.

El gráfico de la temperatura frente al tiempo ilustrará que la temperatura se eleva más rápidamente cuando el agua es más fría; es decir, el gráfico de la temperatura como una función del tiempo es más pronunciada a temperaturas más bajas.

Esta lección se puede utilizar para ramificarse en una lección que la tasa de transferencia de calor entre los objetos a diferentes temperaturas es una función de la diferencia de temperatura entre los objetos en contacto.

El agua caliente de congelación más rápido que el agua fría?

Una posible fuente de la creencia de que el agua fría hierve más rápido que el calor es el reclamo reportado que el agua caliente se congela más rápidamente que frío. Un instructor de intentar desacreditar la antigua creencia debe ser consciente de este último, en caso de que se eleva el punto.

Este fenómeno, llamado efecto Mpemba, ha demostrado ser difícil de estudiar, debido a la gran cantidad de variables implicadas. Por lo tanto, poco se sabe en cuanto a precisión en qué condiciones se produce, pero no son condiciones normales.

El efecto debe su nombre a un niño de escuela en Tanzania llamado Erasto Mpemba, aunque no es el primero en informar de ello. Se planteó la cuestión a un profesor de la universidad después de observar el efecto cuando la congelación mezcla de helado.

El efecto Mpemba puede requerir más de una condición que ocurra, pero se especula que la inhibición de enfriamiento por convección es la causa principal. Por ejemplo, un fluido enfriador sería más probable formar una capa de hielo en la parte superior que evitar que el agua más fría por debajo de la liberación de calor. Las corrientes convectivas verticales de un líquido más caliente pueden continuar a temperaturas más bajas, lo que impide un abogado como la inhibición de la formación.

Otra observación ha sugerido una solución a la paradoja: el agua caliente sólo aparece para congelar más rápido, cuando en realidad está lleno de bolsas de líquido cuando el agua originalmente más frío ha congelado sólido.


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