In qualche modo un mito sorto che freddo acqua bolle più veloce di acqua calda. È vero che acqua più fredda si riscalda più velocemente di acqua calda, ma come si diventa più caldo, si rallenta il tasso di riscaldamento. Questo è perché la differenza di temperatura è ciò che determina la velocità di conduzione del calore da un oggetto più caldo (qui, la stufa) a un oggetto più freddo (qui, l'acqua). La velocità di trasferimento di calore è proporzionale alla temperatura differenziale, o gradiente di temperatura, tra gli oggetti a contatto. Insegnare il principio corretto mentre sfatare il mito può essere realizzato in un semplice esperimento.
Un semplice esperimento di pensiero
Un semplice pensiero esperimento rivela l'assurdità di questa proposizione. Una pentola di acqua riscalda da, diciamo, 122 F fino a 212 F (il punto di ebollizione dell'acqua) e un altro si riscalda da 176 F a 212 F, se non la prima pentola prende più a lungo per ottenere da 176 F a 212 F come il secondo?
Invalidazione sperimentale
Un semplice esperimento può essere eseguito, impostazione simile pentole su stufe simili, l'unica differenza è che una pentola ha acqua più calda in esso. Attivare le impostazioni di stufa per entrambi i piatti alla stessa impostazione bollente e vedere quale bolle prima.
Un esperimento implicito
Chiamare dell'acqua partenza temperatura X e gradi di temperatura Y partenza dell'acqua più calda. L'acqua più fredda alla fine sarà uguale temperatura iniziale dell'acqua più calda. Che doveva raggiungere Y gradi sulla sua strada per raggiungere l'ebollizione dimostra che l'acqua più fredda ha preso più tempo per bollire che ci sono voluti per ottenere da una temperatura più calda, Y gradi, ad ebollizione.
Grafico del tempo
Acqua più fredda si riscalda più velocemente di acqua più calda, se il calore applicato è uguale. Questo è, naturalmente, diverso dal dire che acqua più fredda raggiunge l'ebollizione prima di acqua più calda.
Per insegnare il principio corretto e insegnare la distinzione tra il principio corretto e non corretto, l'esperimento di due-pentola di cui sopra può essere eseguita come segue. Gli studenti possono registrare le temperature dell'acqua dai termometri ogni minuto fino a ebollizione raggiunta.
Il grafico della temperatura rispetto al tempo illustrerà che la temperatura aumenta più velocemente quando l'acqua è più fredda; cioè, il grafico della temperatura in funzione del tempo è più ripido a temperature più basse.
Questa lezione può essere utilizzata per segue in una lezione che trasferimento di calore tasso tra gli oggetti a diverse temperature è una funzione della differenza di temperatura tra gli oggetti a contatto.
Acqua calda più veloce di acqua fredda di congelamento?
Una possibile fonte della convinzione che bolle l'acqua fredda più veloce di caldo è il reclamo segnalato che acqua calda congela più veloce di freddo. Un istruttore tentando di sfatare la convinzione ex dovrebbe essere informato di questi ultimi, nel caso che il punto viene generato.
Questo fenomeno, chiamato Effetto Mpemba, ha dimostrato difficile da studiare, a causa del grande numero di variabili coinvolte. Di conseguenza poco è conosciuto quanto precisamente in quali condizioni si verifica, ma non sono condizioni ordinarie.
L'effetto prende il nome da un bambino di scuola in Tanzania denominato Erasto Mpemba, anche se egli non è il primo a segnalarlo. Egli ha sollevato la questione di un professore universitario dopo aver osservato l'effetto quando si congela la miscela gelato.
L'effetto di Mpemba può richiedere più di una condizione che si verifichi, ma è speculato che l'inibizione di raffreddamento convettivo è la causa primaria. Ad esempio, un fluido refrigerante sarebbe più probabile che formano uno strato di ghiaccio sulla parte superiore che impedisce di rilasciare calore radiatore acqua sotto. Le correnti convettive verticale di un liquido più caldo possono continuare a temperature più basse, impedendo la formazione di un tale avvocato d'inibizione.
Un'altra osservazione ha suggerito una soluzione al paradosso: più caldo acqua apparenza solo a congelare più velocemente, quando in realtà è piena di tasche di liquidi quando l'acqua originariamente più fredda ha congelato solido.