Strategi for Testing myten om at kaldt vann koker raskere enn Hot Water
Somehow en myte oppsto det kalde vannet koker raskere enn varmt vann. Det er sant at kaldere vann varmes raskere enn varmt vann, men som det blir varmere, frekvensen av oppvarmingen bremser ned. Dette skyldes at forskjellen i temperatur er det som bestemmer graden av varmeledning fra en varmere objekt (her, ovnen) til en kaldere objekt (her, vann). Varmeoverføringen hastighet er proporsjonal med temperaturforskjellen, eller temperaturgradient mellom objektene i kontakt. Undervisning riktig prinsipp mens avskaffe myten kan oppnås i en enkelt eksperiment.
En enkel tankeeksperiment
En enkel tankeeksperiment viser det absurde i denne påstanden. Hvis en gryte med vann varmes fra, si, 122 F opp til 212 F (kokepunktet for vann), og en annen varmer opp fra 176 F til 212 F, så ikke den første potten ta så lang tid å komme seg fra 176 F til 212 F som den andre?
eksperimentell ugyldig
En enkelt eksperiment kan utføres, sette lignende potter på lignende ovner, den eneste forskjellen er at en pott har varmere vann i den. Snu innstillinger på ovnen for både potter til samme koke innstillingen og se hvilken som koker først.
En Implisitt Experiment
Ring kjøleren vannets starttemperatur X grader og varmere vannets starttemperatur Y grader. Kjøleren vann vil etter hvert lik varmere vann opprinnelige temperatur. At det måtte komme Y grader på vei til å nå koke viser at jo kaldere vannet tok lenger tid å koke enn det tok å komme fra en varmere temperatur, Y grader, til koking.
tid graf
Kaldere vann varmes hurtigere enn varmere vann, hvis den anvendte varme er lik. Dette er selvsagt forskjellig fra å si det kaldere vannet når koke før varmere vann gjør.
Å lære riktig prinsipp og å lære forskjellen mellom riktig og feil prinsippet kan to-pot eksperiment ovenfor utføres som følger. Studentene kan ta opp vanntemperaturer fra termometre hvert minutt før koking er nådd.
Grafen av temperatur mot tid vil illustrere at temperaturen stiger hurtigere når vannet er kaldere; dvs. grafen av temperatur som funksjon av tid er brattere ved lavere temperaturer.
Denne leksjonen kan brukes til naturlig overgang til en leksjon som varme overføringshastigheten mellom objekter ved forskjellige temperaturer er en funksjon av temperaturforskjellen mellom objektene i kontakt.
Hot Water Frysing raskere enn kaldt vann?
En mulig kilde til den tro at kaldt vann koker raskere enn varmt er det rapportert påstanden om at varmt vann fryser raskere enn kaldt. En instruktør forsøker å avkrefte den tidligere troen bør være klar over sistnevnte, i tilfelle det punktet er hevet.
Dette fenomen, som kalles Mpemba virkning, har vist seg vanskelig å studere, på grunn av det store antall variabler som er involvert. Derfor lite er kjent som til nøyaktig under hvilke forhold det skjer, men de er ikke vanlige betingelser.
Effekten har fått navnet sitt fra en skole barn i Tanzania som heter Erasto Mpemba, selv om han ikke er den første til å rapportere det. Han reiste spørsmålet til en universitetsprofessor etter observere effekten når frysing iskrem mix.
Den Mpemba virkning kan kreve mer enn en betingelse for å forekomme, men det er spekulert i at inhibering av konveksjonskjøling er den primære årsaken. For eksempel vil en kjøligere væske mer sannsynlig danner et islag på toppen som ville hindre kaldere vann under frigjøring av varme. Den konvektive vertikale strømninger av et varmere væske kan fortsette ved lavere temperaturer, noe som forhindrer en slik hemme advokat fra forming.
En annen observasjon har foreslått en løsning på paradokset: varmere vann bare ser ut til å fryse raskere, når det faktisk er det fullt av flytende lommene når opprinnelig kaldere vann har frosset fast.