Tonick Tonick
10146
BLOG

Matura. Dlaczego ciepła woda zamarznie szybciej.

Tonick Tonick Nauka Obserwuj temat Obserwuj notkę 50

Obniżenie temperatury skutkuje mniejszym wchłanianiem wilgoci przez powietrze.

Przy temperaturach poniżej zera stopni ilość wilgoci która mieści się w powietrzu jest już naprawdę niewielka.

Podczas matury telewizyjnej padło pytanie czy szybciej zamarznie szklanka wody gorącej wstawionej do lodówki, czy szklanka wody chłodnej.

Dlaczego więc prawidłową odpowiedzią jest szklanka wody gorącej?

 

Powody są dwa.

Pierwszym jest to że wstawienie do pojemnika szklanki z wodą gorącą, zwiększy pojemność powietrza zawartego wewnątrz lodówki na zawartość pary wodnej (oczywiście jedynie przejściowo, zanim woda znacząco nie przestygnie.

Co to spowoduje?

Szklanka wody gorącej zacznie szalenie szybko parować, oddając w głąb lodówki duże ilości pary  która będzie zawierać znaczne ilości energii (w związku z wysokim ciepłem parowania jakie posiada woda.

Po niedługim czasie ilość wody w szklance na początku gorącej będzie znacząco mniejsza niż w tej z wodą chłodną.

Ten proces jak pisałem wcześniej będzie postępował bardzo szybko, równie szybko znacząco obniżając temperaturę w szklance gorącej, a wolniej w szklance chłodnej.

Przy zbliżeniu się obu temperatur do siebie ilość wody (mniejsza w szklance na początku gorącej będzie mniejsza w stopniu który odmieni stosunek powierzchni stygnięcia przez objętość wody w szklance, który jest wprost proporcjonalny do prędkości wystygania płynu.

Będzie miała na to wpływ także powierzchnia szklanki taka sama mimo różnic objętości wody w obu szklankach.

To spowoduje że w temperaturach bliskich zera obie szklanki będą już miały takie same temperatury.

Co więc spowoduje że szybciej zamarznie woda na początku gorąca?

Spowoduje to oczywiście ciepło zamarzania (także dość wysokie dla wody) które obie szklanki będą musiały oddać, w podobnych warunkach.

Ciepło zamarzania jest oczywiście (podobnie jak ciepło parowanie) stałą na jednostkę masy, a więc ciepła tego MNIEJ będzie musiała oddać szklanka z wodą na początku gorącą.

Więc to ona zamarznie pierwsza.

Prawda że proste?

Aż dziw że w tej samej TV w której tak prosto szafuje się wyrokami w sprawie np katastrofy w smoleńsku, trudno było znaleźć eksperta który opisał by to zjawisko fizycznie.

Wszak to telewizja młodych wykształconych z dużych miast.

Chociaż gdyby nie skok na taśmę wykonany w ostatniej chwili przez woj Mazowieckie, wydawało by się że najgorzej matura wypadała w matecznikach tych "młodych itd" Poznańskim i Opolskim.

Ot takie psikuski jakie niesie nam los.

Świadczące o tym że łatwiej mówić że ktoś jest mądry, a czasem trudniej to udowodnić.


kOMENTARZE


  • @autor

    ciekawe ...
    od dawno mnie to intrygowało. kiedyś czytałem książkę brytola science of cooking i on tam właśnie przytacza historię kiedy profesor na uczelni nie potrafił wyjaśnić dlaczego a właścicie to nie podjął tematu bo mu się nie chciało. pamiętam że wówczas jedynym pomysłem było iż gorąca woda pod wpływem zimna zaczyna się poruszać zimne w dół gorące w górę i ten ruch przyspiesza ochładzanie. to nawet ma sens a jak do tego dodamy tą ewaporację to sprawa jasna.


    pozdrawiam piotr
    Piotr Kierzyk 7.05.2013 18:36
  • Prawidłowa odpowiedź

    W żadnej ze szklanek woda nie zamarznie. Temperatura w lodówce jest wyższa niż 273 K.
    Y.Grek 7.05.2013 18:38
  • @one hit wonder

    Jeśli mi się wydaje a nie wiem, to proszę to udowodnić.
    A nie krytykować kogoś kogo nie jest pan w stanie zrozumieć.
    Proszę sobie zrobić symulację, i wykazać że się mylę, albo się nie ośmieszać.
    Pozdrawiam.

    PS napiszę panu jedynie że prężność pary w temperaturze 100C jest ponad tysiąc, podczas gdy przy temperaturach rzędu 20 stopni C jedynie rzędu 24 hPa.
    Jest to zależność silnie rosnąca wraz ze wzrostem temperatury.
    Jednocześnie gorąca woda (właśnie poprzez parowanie) ma lepsze przewodnictwo cieplne niż chłodna.

    Nieco źle pan trafił :)
    Aby łatwiej było panu rozpoznać zjawisko zapytam.
    Jak pan myśli?
    Przyroda uczy nas że grad spada częściej gdy spotyka się warstwa chłodnego powietrza, z warstwą zimnego, czy też gdy spotykają się warstwy gorąca z warstwą zimną.
    Tu naprawdę nie potrzeba odkrywać ameryki.
    Wystarczy być dobrym obserwatorem.
    Tonick 7.05.2013 18:44
  • @Y.Grek

    Przykro mi , ale tak jest jedynie w chłodziarkach.
    Ale i co do nich się mylisz.
    Nigdy nie widziałeś szronu w chłodziarce?
    Jak myślisz co bywa jego powodem?
    Tonick 7.05.2013 18:46
  • @one hit wonder

    Efekt Mpemby
    http://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect

    http://pl.wikipedia.org/wiki/Efekt_Mpemby
    Każdą rzecz warto robić dobrze.
    Oraz w sposób zrozumiały dla wszystkich.
    W ten sposób promuje się naukę.
    :)
    Pozdrawiam.
    Tonick 7.05.2013 18:53
  • @Tonick

    Przykro mi, ale ma pan problemy z językiem polskim ;-) Proszę zajrzeć do słownika i zobaczyć, co oznacza słowo "lodówka", co "chłodziarka", a następnie wstawić dwie szklanki wody do swojej lodówki i napisać, kiedy woda w szklankach zamarznie.

    PS
    Tylko proszę nie pomylić lodówki z zamrażarką!
    Y.Grek 7.05.2013 19:03
  • @Tonick

    A co wtedy,gdy przykryjemy szklanki np. szklaną pokrywą?
    segern 7.05.2013 19:12
  • @Y.Grek

    O jakich lodówkach piszesz chłopcze?
    O takich?
    http://fortia.co/pl/c/Lodowki-laboratoryjne/84
    Czepiasz się słówek z braku argumentów?
    Chłodziarka i zamrażarka może być określeniem konkretnych aparatów na konkretne temperatury.
    Lodówka nie.
    To wyrażenie potoczne.
    Podobnie trudno się go czepiać jak nazwania ciężarówki autem, czy środkiem transportu.
    A zapewne zgodzisz się że powiedzenie pojadę autem część ludzi odbierze jako zamysł jazdy osobówką.

    Fakt że jestem dysortografik, ale znaczenie słów rozumiem dobrze.
    A urządzenia staram się nazywać nazwami nadanymi im przez producentów.
    Tonick 7.05.2013 19:19
  • @segern

    Proszę zapytać państwa z TVP.
    To wszak ich pytanie konkursowe nie moje. :)

    Cały czas sugerujecie że TV kłamie?
    Czy że bezprawnie wręczyła kwotę pieniężną osobie bez wiedzy za którą ta nagroda była wręczana?
    Ja bym nie próbował sugerować że TV kłamie.
    Można się narazić na proces cywilny, a po wyroku na Sawicką zaczynam mieć wątpliwości czy ktoś nie podgląda z pod opaski Temidy, kto przed boginią stanął.
    W takim wypadku marne szanse strony w procesie która nie ma odpowiedniego wsparcia.
    Prościej rozmawiać o Fizyce.
    To naprawdę ścisła dziedzina w odróżnieniu od krajowego prawa które pozwala dawać całkiem różne wyroki za to samo.
    Tonick 7.05.2013 19:24
  • @Y.Grek

    Proszę zajrzeć do słownika a następnie wstawić dwie szklanki wody do swojej lodówki

    zajrzałem:
    lodówka

    następnie wstawić dwie szklanki wody do swojej lodówki

    no nie wiem...wypatroszyć czy na żywca??
    segern 7.05.2013 19:36
  • @segern

    Zapytaj Speców od matury z TV.
    Oni tam wszystko wiedzą najlepiej.
    Sami ten konkurs stworzyli.
    Tonick 7.05.2013 19:40
  • @Tonick - Dlaczego ciepła woda stygnie szybciej.


    Wystąpił błąd, spróbuj później.



    Z tym stygnięciem to jest tak samo jak z wyścigiem Achillesa i żółwia. Gdy w tym samym zamrażalniku w tych samych warunkach umieści się dwie szklanki - w jednej szklance woda ciepła, a w drugiej woda zimna
    -to-
    w czasie gdy woda ciepła schłodzi się do temperatury wody zimnej,
    to woda zimna ochłodzi się do temperatury niższej.
    A więc zgodnie z Teorią Mnogości woda w szklance ciepłej nie zamarznie wcześniej niż woda w szklance zimnej.

    Jeśli podczas matury telewizyjnej padło pytanie czy szybciej zamarznie szklanka wody gorącej wstawionej do lodówki, czy szklanka wody chłodnej i podano prawidłową odpowiedź, że szklanka wody gorącej zamarznie wcześniej
    -to-
    jest to jawny zamach na Teorię Mnogości.
    Aby woda gorąca mogła zamarznąć wcześniej niż zimna, to musi być taki moment, że ich temperatury się zrównują,
    a to zgodnie z teorią mnogości - NIE JEST MOŻLIWE.
    ۞
    Robakks 7.05.2013 19:43
  • @Robakks

    Jak zwykle nie wiesz o czym piszesz.
    Przeczytaj od początku i już będziesz wiedział że mniejsza objętość stygnie szybciej.
    Podobnie jak wyżej wzleci żywy orzeł niż ten z czekolady.
    Z teorią mnogości to ma niewiele wspólnego.
    Podobnie jak to że pociągi jednak wyprzedzają pieszych.
    I tylko w naszym kraju należy dopisać najczęściej.
    Tonick 7.05.2013 19:48
  • @Tonick

    Cały czas sugerujecie że TV kłamie?

    Ja mam poważne wątpliwości czy TV mówi prawdę,kiedy
    na jakimś kanale pojawia się plansza "Przerwa w nadawaniu".
    segern 7.05.2013 19:51
  • @Robakks

    Z tym stygnięciem to jest tak samo jak z wyścigiem Achillesa i żółwia.

    A jak wstawimy Achillesa i żółwia do lodówki,to który szybciej zamarznie?
    segern 7.05.2013 19:55
  • @segern

    No cóż.
    Ja niestety mam podobnie.
    Na marginesie matury.
    Jak dowiedziałem się na jaki cel pójdą z niej pieniądze, pomyślałem, że zapewne śnię.
    Bo w TVP powiedzenie nie tylko o patronie szkoły, ale także przeznaczenie na nią pieniędzy, wydawało mi się niemożliwe.
    Coś nawet tam pęka?
    Drobne będą załamane.
    Tonick 7.05.2013 19:56
  • @

    A gdyby tak wstawić do zamrażarki! dwie, wypełnione do połowy, plastykowe, dobrze zakręcone butelki z wodą, to co wtedy?
    ZBOKOWCA 7.05.2013 20:02
  • @Tonick - Dlaczego ciepła woda stygnie szybciej. (2)

    Jak zwykle nie wiesz o czym piszesz.

    Piszę o doświadczeniu z dwoma identycznymi szklankami, w których jest taka sama ilość wody. Różnica jest tylko w temperaturze wody.

    Przeczytaj od początku i już będziesz wiedział że mniejsza objętość stygnie szybciej.

    aaachaa! mniejsza objętość.
    Rozumiem. Opisujesz całkiem inne doświadczenie.

    Z teorią mnogości to ma niewiele wspólnego.

    Ależ ma! Ciepłe i zimne ściga się na osi wyskalowanej w stopniach Celsjusza. Jest to możliwe w fizyce, ale nie jest możliwe w matematyce, bo matematyka nie definiuje stopni. W matematyce długość i temperatura jest tym samym - znaczy się jest niczym.
    ۞
    Robakks 7.05.2013 20:11
  • @Robakks

    Zgadza się bowiem gorąca woda zamarznie w wyższej temperaturze.

    http://pogadanki.salon24.pl/388010,o-nieudolnosci-fizyki-w-pomiarze-temperatury
    I.C 7.05.2013 20:17
  • @ZBOKOWCA

    Przewodność cieplna wody cieplejszej będzie wprawdzie większa, ale niestety powierzchnia butelek taka sama, a to przez ich powierzchnię będzie się oddawać ciepło do wnętrza lodówki.
    Wprawdzie woda ciepła będzie stygła również nieco szybciej, ale ciepło zawarte w parze z niej zgromadzonej w butelce będzie jedynie częściowo oddawane przez ścianki butelki.
    Jego część z wodą wróci do butelki, po pewnym przechłodzeniu.
    Poza tym prężność par w butelce znacznie wzrośnie, ale pary nie będą w stanie odpływać, (chyba że wewnętrzne ciśnienie uszkodzi butelkę)
    Dlaczego ciśnienie wewnątrz będzie wysokie?
    Bowiem obok par które w dużej ilości zaczną być wydzielane z stygnącej wody, wewnątrz butelki będzie także powietrze które było w niej w momencie wstawiania do lodówki.
    Można zaryzykować stwierdzenie że przy odpowiednio dużej butli na jej ścianach zaczną płynąć strugi wody.
    Woda ta będzie jak pisałem nieco łatwiej przekazywać ciepło na zewnątrz przez ściany butli niż powietrze czy mniej gęsta mgła.
    Ale zapewne ta prędkość oddawania ciepła będzie nieco wolniejsza, bowiem przewodnictwo cieplne wody jest kilka razy większe niż przewodnictwo cieplne materiału butelki.
    Poza tym w tym przypadku nie ma mowy o różnicy powierzchni oddawania ciepła (czyli do wzrostu objętości wody w postaci pary rzędu tysiąca razy.)
    Więc woda chłodna zapewne zamarznie prędzej zamknięta w plastikowej butelce, niż woda ciepła zamknięta w takim samym naczyniu.
    Ale to nie warunki zadania.
    Tam wyraźnie pisano o szklankach. :)
    W tym o jednej z której woda odparowując ulegała szybkiemu przechłodzeniu poza szklanką, a nawet częściowo mogła spadać w postaci szronu do szklanki także obniżając jej temperaturę. (ale to poza marginesem doświadczenia)
    Niewątpliwie jednak energia zawarta w sprężystości i cieple par, była oddawana znacznie szybciej niż w naczyniu chłodnym, a przy okazji szybko zmniejszała się objętość wody w ciepłym naczyniu przy niewielkiej zmianie powierzchni parowania i bez zmian powierzchni szklanki również oddającej ciepło.
      Łatwowyobrazić sobie taki efekt gdy weźmie się że objętość jest zależna od sześcianu promienia kuli, a powierzchnia od jego kwadratu.
    Przy przyjęciu że ciepło jest zgromadzone w objętości a oddawanie ciepła następuje przez powierzchnię, dla kuli szybkość jej studzenia zależy od jej promienia wprost proporcjonalnie.
    Tutaj zależność jest nieco bardziej złożona, ale i tak sprowadza się do zależności długości studzenia od promienia i wysokości naczynia.
    Średni promień i wysokość lustra wody bez wątpliwości szybciej zmniejszają się w naczyniu ciepłym.
    Niedowiarkom proponuję zważyć szklanki przed i po doświadczeniu i obliczyć obie różnice.
    Tonick 7.05.2013 20:33
  • @Robakks

    aaachaa! mniejsza objętość.
    Rozumiem. Opisujesz całkiem inne doświadczenie.

    Ależ owszem opisuję właśnie to.
    Każdy poza tobą wie że czajnik z gorącą wodą zważony przed postawieniem na ogniu, będzie ważył więcej niż po zdjęciu go z niej.
    Różnica zostanie w postaci pary lub wody na zimnej szybie poza czajnikiem.
    Czajnik z chłodną wodą bez wątpienia straci mniej wody w tym samym czasie.
    Cherbaty też nie pijasz?
    Tonick 7.05.2013 20:37
  • @Tonick - Dlaczego ciepła woda stygnie szybciej. (3)

    Cherbaty też nie pijasz?

    Pijam - ostatnio pokrzywę, żurawinę i dziką różę z hibiskusem. Dosładzam sokiem z cytryny zmieszanym z imbirem i miodem pszczelim.
    Zdarza się, że ta herbatka mi wystygnie, a więc jest jej mniej niż w herbacie gorącej, choć waga tego nie wykazuje. Parowanie powierzchniowe jest słabym procesem zamiany cieczy w gaz.
    Piszesz do mnie:
    "Przeczytaj od początku i już będziesz wiedział że mniejsza objętość stygnie szybciej."

    Czy nie zaprzeczasz sam sobie?
    Zimna herbata ma mniejszą objętość nie tylko dlatego, że jakaś tam część wyparowała, ale również dlatego, że się skurczyła z zimna.

    Czy te Twoje słowa: "Jak zwykle nie wiesz o czym piszesz." - to samokrytyka, czy autorefleksja? :)
    ۞
    Robakks 7.05.2013 21:20
  • @Robakks

    Wydawało by się że znasz choćby podstawy fizyki.

    " Parowanie powierzchniowe jest słabym procesem zamiany cieczy w gaz."

    Mylisz się.
    Twój komputer pracuje dzięki energii wytwarzanej w takim procesie.
    Zresztą każde parowanie odbywa się przez powierzchnię.
    Nawet jeśli para powstaje już wewnątrz objętości to i tak wydostaje się przez powierzchnię.
    Zapewne wiesz że większość elektrowni w tym kraju wykorzystuje do produkcji pary turbiny parowe. To po pierwsze.

    Po drugie wielkość widocznego parowania jest zależna nie jedynie od temperatury wody, ale także od nasycenia powietrza parą wodną czy temperatury otoczenia (w powietrzu zimnym opary widać już przy znacznie niższej temperaturze wody niż w powietrzu ciepłym.
    Dlatego właśnie wydaje się że czajnik grzany na mrozie np kocherem paruje bardziej niż czajnik w domu gdzie t jest rzędu 20 stopni C).

    Oddawanie ciepła do powietrza zimnego jest też szybsze niż do ciepłego Powodem jest bowiem delta t płynu i otoczenia i związana z nią wzorem prędkość parowania.

    "Zimna herbata ma mniejszą objętość nie tylko dlatego, że jakaś tam część wyparowała, ale również dlatego, że się skurczyła z zimna."
    Nie zgaduję lecz wiem że ty sobie zaprzeczasz bardziej niż ja sobie.
    Pytanie pomocnicze.
    Co skurczy się bardziej skutkiem chłodzenia do tej samej temperatury?
    Ciało gorące czy ciało chłodne.
    Jaki wpływ ma delta t na zmianę wymiaru chłodzonych ciał?
    I czy na pewno dwie pełne wody szklanki gorąca i chłodna mają tą samą ilość wody.
    Jaki wpływ na to mają współczynniki rozszerzalności liniowej i objętościowej wody i szklanki, wykonanej jak mniemam ze szkła.
    Czy to prawda że rozszerzalność cieplna szkła jest sporo mniejsza niż rozszerzalność wody?
    I czy prawdą także jest że bywają szkła o ujemnym współczynniku rozszerzalności.
    Słowa "Czy te Twoje słowa: "Jak zwykle nie wiesz o czym piszesz." - to samokrytyka, czy autorefleksja? :)"
    To krytyka.
    Prosta i oparta o konkretne prawa fizyczne.
    Jeśli masz wątpliwości zaglądaj częściej do tablic fizycznych.
    Czy wiesz że woda w temperaturze 100 stopni Celsjusza ma gęstość nieco ponad 958 kg na metr sześcienny gdy w t temp 20 stopni jedynie nieco ponad 998kg/m sześcienny?
    Ilość wody gorącej na objętość jest więc o około 4 procent mniejsza niż wody zimnej.
    Szkło w tym czasie swój wymiar liniowy zmienia jedynie w pojedynczych promilach, co może spowodować zmianę objętości szklanki w najlepszym wypadku rzędu 1% a w gorszym - pojedynczych promili.
    Tak więc już na starcie szklanka chłodna jest pod kreską.


    Tonick 7.05.2013 21:54
  • @one hit wonder

    Zapytaj o to wszystko autorów tego testowego pytania.
    Jak znam życie albo nie odpowiedzą na twoje pytania, albo odpowiedzą tak jak ja.
    Wszystko zależy od materiałów szklanek, itd.
    Może się jednak okazać że niewielkie zmiany temperatury nie będą w stanie wywołać odpowiedniego efektu.
    Dlaczego?
    Dlatego że początkowa różnica ILOŚCI wody w obu napełnionych szklankach będzie zbyt podobna.
    Więc w mniejszym stopniu będzie następował efekt szybkiego stygnięcia.
    Zbyt mało wody "ulotni" się pod postacią par ze szklanki cieplejszej.
    W zadaniu podstawowym gdy temperatury zbliżają się do siebie w szklance na początku ciepłej jest zapewne nie więcej niż z 95% wody w porównaniu ze szklanką zimną.
    Proces stygnięcia jest więc w tej szklance wyraźnie szybszy niż w doświadczeniu w którym różnica temperatur jest jedynie rzędu 1 stopnia Celsjusza.
    Tonick 7.05.2013 22:18
  • @segern

    Że tez wszystko musi sie kojarzyć z kaczkami, odpór znakomity no i dowcipny.

    .."A jak wstawimy Achillea i żółwia do lodówki, to który szybciej zamarznie? - stawiam na Achillesa bo bez pięty.
    mariko2 7.05.2013 22:39
  • @Tonick - Dlaczego ciepła woda stygnie szybciej. (4)

    Zresztą każde parowanie odbywa się przez powierzchnię.

    Widziałeś kiedyś jak gwizda gwizdek na parę? Cała para z czajnika idzie przez gwizdek, ale warunkiem by gwizdek gwizdał jest by pary było odpowiednio dużo, a więc parowanie podczas wrzenia musi dokonywać się nie tylko powierzchnią lecz CAŁĄ OBJĘTOŚCIĄ.

    w powietrzu zimnym opary widać już przy znacznie niższej temperaturze wody niż w powietrzu ciepłym

    Gdy nasycenie parą wodną powietrza osiąga 100% to para się wytrąca.
    Bez tego procesu nie byłoby chmur, deszczu i szronu na zimnych ściankach zamrażarki. To co widać to nie jest para, lecz aerozol.

    Co skurczy się bardziej skutkiem chłodzenia do tej samej temperatury?

    Nie zapominaj, że do obu szklanek wlewany jest wrzątek, a więc obie wody schładzane są od tej samej do tej samej temperatury.
    W efekcie Mpemby było dokładnie tak samo. Do jego obowiązków należało schłodzić lody poza zamrażarką i dopiero takie włożyć do zamrażarki. Ponieważ zagapił się i zrobił gorący płyn zbyt późno, to aby nie podpaść swoim szefom nie zachował procedury i włożył gorący płyn do zmrożenia. Czy wiedział, że w ten sposób może uszkodzić agregat? Nie wiem czy wiedział, tak samo jak nie wiem czy Ty wiesz dlaczego nie powinno się wkładać gorących ciał do zamrażarki.

    Czy to prawda że rozszerzalność cieplna szkła jest sporo mniejsza niż rozszerzalność wody?

    To jakieś marginały. Bez znaczenia dla tematu. :)
    ۞
    Robakks 7.05.2013 22:41
  • @mariko2 należy wziać poprawkę,

    że gady są zimnokrwiste, a Grecy- ciepłokrwiści.
    deda 7.05.2013 22:43
  • @Tonick

    Dzięki za podjęcie tematu, ja po prostu zgadłam, bo to takie nielogiczne. Nie ogladałam całosci matury, dopiero końcówkę, ale podglądałam i jak się okazało prowadziła ściana wschodnia Polski, ta całkiem zmocherowana. Jaki to byłby wstyd gdyby mazowieckie przegrało. W ubiegłym roku, Liceum Ogólnokształcące w Nisku /koło Stalowej Woli/ obchodziło 100 lecie istnienia. W monografii przeczytałam, że tą szkołę ukończył tata braci Zielińskich. Także np.prof.Tołpa. Pewnie gdybym robila tam maturę, nie musiałabym zgadywać.
    Pozdrawiam.
    mariko2 7.05.2013 22:51
  • Z innej strony...

    Zimą, gdy jest mróz - zbiorniki wodne (ciecz jest w spoczynku) o wyższej temperaturze wody zamarzają później, niż zbiorniki z wodą o niższej temperaturze (zakładając podobne objętości). Opisane doświadczenie ze szklankami z jednakową ilością wody o różnych temperaturach, wykonane zimą, przy mrozie np. -10 stopni Celsjusza, postawionym np. na parapecie na zewnątrz okna jednoznacznie pokaże, że szybciej zamarznie wodą w szklance z wodą o nizszej temperaturze.
    Adam1952 8.05.2013 01:01
  • @Robakks

    "
    To jakieś marginały. Bez znaczenia dla tematu. :)"
    Masz rację.
    To co napisałeś nie ma znaczenia dla tematu.
    Choć raz ci się udało.
    Niech ci będzie zaliczam ci na plus i to co powtórzyłeś po mnie jak parowanie objętościowe.
    Rozszerzalność jak się okazuje bez wpływu na temat nie jest. Jednak.
    Poczytaj sobie tablice fizyczne a zrozumiesz dlaczego.
    Kilka procent objętości wody to kilka procent niższy poziom wody w temperaturze w pobliżu zera.
    W efekcie Mpemby opisanym jako zadanie na maturze nie było tak samo.
    Bowiem do Lodówki wstawiono jedną szklankę gorącą z mniejszą masą wody, a drugą zimną z większą ilością.
    Dodatkowo ze szklanki w której woda parowała intensywniej część jej masy pod postacią pary uleciała w lodówkę.
    więc masa wody w szklance "gorącej" w miarę zbliżania się do temperatury zamarzania wody była znacząco mniejsza od masy wody w szklance "chłodnej". Skutkiem tego szklanka "gorąca" potrzebowała oddać znacznie mniej ciepła zamarzania.
    Ciepło to jest całkiem spore i nie bez znaczenia dla szybkości zamarzania jest jego odprowadzenie z płynu, który krystalizuje czy też zamarza.
    Swojej indolencji nie przykryjesz żarcikami z tego że lodówka może ulec uszkodzeniu.
    Może.
    Ale to bez znaczenia.
    Nauka wymaga poświęceń :)

    Pozdro
    Tonick 8.05.2013 09:59
  • @deda

    Zgadzam się w większości przypadków zimnokrwisty zamarznie szybciej.
    Ale też skutki będą dla niego mniej bolesne.
    Zimnokrwiste znacznie trudniej ulegają trwałemu uszkodzeniu po obniżeniu temperatury.
    Niektóre żaby których temperatura została obniżona do mniej niż 10 stopni potrafią w letargu w który wtedy wpadają żyć miesiącami bez jedzenia i picia.
    Człowiek umiera gdy temperatura w stopniach Celsjusza spadnie mu do poniżej 30 stopni i pewien czas się tak utrzymuje.
    Tonick 8.05.2013 10:03
  • @mariko2

    Wszystko zależy od poziomu szkoły.
    Ja miałem znakomitego profesora termodynamiki.
    Mocher jak ja. :)
    Zresztą po naprawdę niezłym skończeniu wyższej uczelni przekonałem się że ludziom którzy w coś wierzą łatwiej to robić.
    Wiara zwiększa upór.
    Jeśli wierzymy w to co postanowiliśmy robić.
    Nie znaczy to oczywiście że wśród niedowiarków jest mniej ludzi zdolnych.
    Ale mam wrażenie że mniej jest pracowitych.
    Wiele razy obserwuje to w życiu, choć nie oceniam w pracy nikogo przez pryzmat wiary, lecz przez pryzmat wartości jego pracy.
    Od dłuższego czasu rzadko oglądam TV, bowiem "poziom" ekspertów, których TV zaprasza dla potwierdzenia propagowanych przez siebie tez, jest delikatnie mówiąc niewysokich lotów.
    Tonick 8.05.2013 10:08
  • @Tonick - PLONK

    Swojej indolencji nie przykryjesz żarcikami z tego że lodówka może ulec uszkodzeniu.
    Może.


    A więc nie wiesz, dlaczego nie powinno się wkładać gorących ciał do zamrażarki, bo nie wiesz jak działa lodówka.
    Swoją niewiedzę próbujesz zastępować personalnymi atakami na rozmówcę i zmyśleniami w rodzaju: "była znacząco mniejsza" choć obie szklanki wraz z wodą WAŻĄ tyle samo, więc masy są znacząco równe.
    Wymyśliłeś sobie idiotyczne wytłumaczenie i żaden argument Cię nie przekona, że jesteś w błędzie zmyślając zmyślenia do zmyśleń.
    W tych okolicznościach z przyjemnością przesyłam Ci śliczny, nowiutki:

    PLONK

    papa. :)
    Edward Robak* z Nowej Huty   ۞   mędrzec :)
    Robakks 8.05.2013 10:45
  • @Robakks

    Ha ha ha.
    Jak dla mnie Robaksie taki z ciebie mędrzec jak naukowiec z faceta który wsadza szklanki z gorącą wodą do drogiej laboratoryjnej lodówki.
    :)
    Ale trzeba przyznać że i jeden i drugi pozwalał rozwinąć dyskusję na ciekawy temat.
    Nie wystarczy bowiem zapodać coś ciekawego.
    Trzeba jeszcze umieć to uzasadnić.
    Prawdziwa wiedza jest od tego punktu gdzie teoria na jakiś temat zamienia się w jasno i logicznie uzasadnione twierdzenie. :)
    Do następnego.
    Tonick 8.05.2013 10:54
  • @autor

    Pózno tu zajrzałem ale się mimo wszystko wtrącę. W linkowanym na wiki artykuliku jest ciekawy przypis a w nim taki oto fragment:

    "Auerbach [1] found substantial (several degrees) but non-reproducible supercooling in both preheated and non-preheated samples. As a result, some of his data showed an Mpemba effect while some did not. His experiments were performed on distilled and de-gassed water, and may therefore not be applicable to observations of the Mpemba effect in tap water or environmental water (Mpemba’s observations were on sugared milk he was freezing to make ice cream!)."

    Wynika z powyższego, że potrzebnych jest wiele założeń aby efekt Mpemby zaistniał. Pytanie o zamarzanie szklanek wody ciepłej i zimnej w lodówce jest tak nieprecyzyjne, że ludziom choć trochę zainteresowanym światem zwyczajnie nie przystoi.

    Pozdrawiam
    Thadd 8.05.2013 12:11
  • @Tonick

    P. Jerzy Ofierski mawiał:... uniwersytety uniwersytetami, ale dobrej szkoły podstawowej nie zastąpi nic.
    Kumasz Pan podstawy termodynamiki i zasady kalorymetrii?
    ZBOKOWCA 8.05.2013 16:26
  • @mariko2

    .."A jak wstawimy Achillea i żółwia do lodówki, to który szybciej zamarznie? - stawiam na Achillesa bo bez pięty.

    Domyślam się,że odgryzł mu ją żółw kiedy wyprzedzał go Achilles.
    A tak w ogóle to pytanie o Achillesa i żółwia w lodówce jest
    równie nieprecyzyjne co pytanie o tę wodę w szklankach.
    No i takie pytanie na maturze? Hm,trochę to przypomina quiz
    dla 12-to latka.
    segern 8.05.2013 18:58
  • @segern tylko żółw przeżyje hibernację,

    bo gady są zimnokrwiste. Achillesowi pierwsza zamarznie pięta, za którą ongiś trzymała go matka......
    deda 8.05.2013 19:04
  • @Tonick

    A co pan sądzi o tych opiniach z sąsiedniego bloga?
    Brzmią logicznie,prawda?

    "Gdy temperatura otoczenia (znaczy w lodówce) jest stała i wynosi zero stopni Celsjusza to zarówno woda początkowo gorąca jak i woda początkowo zimniejsza dojdą do zera stopni C dopiero w nieskończonym czasie."

    "Gdy jednak temperatura otoczenia (znaczy w lodówce) jest stała i wynosi mniej niż zero stopni Celsjusza to woda początkowo gorąca będzie potrzebowała więcej czasu niż woda początkowo zimniejsza aby dojść do zera stopni C."
    segern 8.05.2013 19:05
  • @deda

    tylko żółw przeżyje hibernację,

    Wydaje mi się,że to zależy od warunków początkowych,masy żółwia,Achillesa,
    odporności na temperaturę poniżej zera... Poza tym w grę wchodzą
    jeszcze inne czynniki np. pokazywali w TV człowieka,którego obłożono lodem
    a ten stosując jakieś medytacyjne sztuczki wytrzymał nadzwyczaj długo.
    segern 8.05.2013 19:39
  • @frima "a co mówi w tym temacie doświadczenie"

    Bardzo dobrze efekt Mpemby opisuje niemiecka wiki, pomijajac fakt ze nie uwzglednia tego ze goraca woda zamarznie minimalnie powyzej 0°C. To jednak wystarczy aby powstala roznica w czasie co jest na wykresie widoczne.

    http://de.wikipedia.org/wiki/Mpemba-Effekt
    I.C 9.05.2013 08:23
  • @ZBOKOWCA

    O kolega po podstawówce.
    Dobrej chociaż?
    Bo ja uczęszczałem do przyzwoitej.
    Ale na temat rozszerzalności niewiele z niej wyniosłem.
    Termodynamikę i mechanikę ze średniej.
    A resztę z z jednej z najlepszych w kraju Uczelni technicznej jednego z najlepszych kierunków na tej uczelni.
    A kuma żaba.
    Osobistych wycieczek, nie uzasadnionych faktami które choćby rozmówcy wydają się błędne w moim rozumowaniu, nie będę tolerował.
    Tonick 9.05.2013 10:34
  • @segern

    Niestety.
    Nie brzmią logicznie.
    Po pierwsze konia z rzędem temu kto w rzeczywistej lodówce zdoła utrzymać dokładnie 0 stopni C.
    Po drugie zamarzanie wody tylko z grubsza jest związane z dokładnie zerem stopni :).
    Ten ostatni temat jednak pominę bo zasadniczo wysoko odstaje on od poziomu matury zaproponowanego przez TVP.
    Wracając do tematu.
    Niestety poziom ekspertów określających pytania był raczej poniżej poziomu matury.
    W TVP ostatnio, to jakby zwyczajowe jest.
    Tonick 9.05.2013 10:37
  • @I.C

    Wreszcie jakiś rozsądniejszy komentarz.
    Wykres mówi sporo.
    Można z niego wnioskować że spadek temperatury wody gorącej jest szybszy (ma większe nachylenie charakterystyki) (wywołane jest to mniejszą ilością wody ciepłej, oraz zmniejszaniem się tej ilości w czasie przez jej odparowywanie)aż do momentu wejścia w okres oddawania energii przed zamarzaniem , tak aby mogło znaleźć pokrycie energetyczne zjawisko ciepła krystalizowania się lodu po oddaniu ciepła zamarzania. Czas ten jest krótszy dla szklanki z wodą wpierw ciepłą ze względu na podobne powierzchnie oddawania ciepła, oraz mniejszą objętość wody w szklance wpierw ciepłej, co powoduje konieczność oddania przeliczanej na gramy ilości ciepła zamarzania.
    Nie znam wprawdzie niemieckiego, ale wykres przemawia sam za siebie, do ludzi w każdym języku.
    I to jest prawdziwe piękno nauki :).
    Pozdrawiam z przyjemnością.
    Tonick 9.05.2013 10:46
  • @Tonick

    Niemniej,przysłuchując się dyskusjom,z niemałym przerażeniem
    skonstatowałem,iż Robakks miał rację - Achilles przegania żółwia :)
    Teoria wprawdzie swoje,ale z praktyką,jak widać,różnie bywa.
    image
    segern 9.05.2013 17:56
  • "Piękno fizyki"

    Cytat nr 1:
    -----------
    Autor na tamtym blogu zachowuje sie jak Piekarski na mękach,pisze o dziesiątkach zjawisk cieplnych [parowaniu, zamarzaniu, zmiany pojemności powietrza na wilgoć [!] ..], formułując horrendalne stwierdzenia i ani nie bąknie słowem o prawie Newtona [nie mówiąc już o wzorze] czyli ulega złudzeniu, że wyjaśnił opisane zjawisko. Każde jego zdanie to bzdura fizyczna, gdyby miał je skomentować merytorycznie to musiałbym napisać kilkustronicowy tekst.

    Cytat nr 2:
    -----------
    O samej notce nic nie powiem - sprawia wrażenie [co do prób wyjasnienia] jakby autor jej spadł z księzyca.

    no i na koniec ...

    Cytat nr 3:
    -----------
    Długa rozmowa o gorących zupach i piwach, a także strumieniach górskich ukazała mnie samemu, że ja także czasami mętnie wyjaśniam i opisuję a nie tylko Tonick ...

    ...

    Fizyka w wydaniu "fizyków" jest doprawdy "piękna" ...
    gotenks 10.05.2013 06:26
  • @segern

    Nie wiem co chciałeś przez to pokazać.
    W przypadku Żółwia i Achillesa nie ma momentu w którym obaj zbierają siły przed ostateczną rozgrywką.
    (w przypadku wody odpowiada to momentowi gdy woda przechładza się oddając ciepło zamarzania, nie zmieniając pewien czas swojego stanu skupienia(temp poniżej 4 stopni C lub ostrożniej można by zaznaczać w obszarze temperatur w którym następuje zmiana stanu skupienia wody).
    Dlatego że Achilles szybciej zbierał by siły, szybciej też ruszył by do ostatecznej rozgrywki i ją wygrał.
    Na marginesie.
    Woda to ciekawy "materiał"
    Można ją przechłodzić,(Tzn doprowadzić do temperatur w których teoretycznie najczęściej jest już lodem), bez zmiany stanu skupienia.
    Wiedzą o tym np panie pielęgniarki szykujące czasem pojemniki które powinny być wypełnione lodem do schładzania np ran.
    Często zdarza się że wyjmując pojemnik z lodówki, ze zdziwieniem konstatują że jest w nim woda, a nie spodziewany lód.
    Co wtedy robią?
    Dla pewności potrząsają pojemnikiem.
    Czasem udaje się przy tym zaobserwować zjawisko wybuchowej zamiany wody w lód.
    Podobnie ma się rzecz z przypadkiem pioruna lodowego, jak niektórzy zwą zamianę podpowierzchniowej warstwy wody, przechłodzonej (pod lodem na jeziorze) która zmieniając się w kolejną warstwę lodu wybuchowo, powoduje przy tym możliwe do zaobserwowanie dodatkowych skutków zjawiska.
    Coś w rodzaju grzmotu, a przy okazji czasem wrażenie błysku w czystym lodzie.
    biorą się one z wybuchowej zamiany wody w lód, czemu towarzyszy dźwięk tarcia szybko nowo powstającej warstwy lodu o warstwę istniejącą już wcześniej, i dodatkowo zmiana kierunku odbijania światła przez warstwę jakby zlepionej z kruszyn lodu warstwy lodu z przechłodzenia.
    Ciekawostką jest fakt, że często zdAża się iż "zapalnikiem" procesu, jest wchodzący na lód człowiek.
    Wiedzą o tym zapewne np rybacy z Białostocczyzny, którzy często podczas silnego mrozu wychodzą na lód, otwierać w nim przerębel dla połowu ryb.
    Ciekawe w zjawisku jest także i to że woda w warstwie pod lodowej, przed takim wybuchem stygnąć musi bardzo szybko, co jest najczęściej skutkiem bardzo szybkiego obniżania się temperatury otoczenia mróz w tej okolicy w czasie wieczora czasami bardzo szybko narasta(temperatura szybko maleje).
    Warstwa podpowierzchniowa wody może miewać nawet do -2 stopni Celsjusza.
    Podobnie rzecz ma się z gradem.
    Gdzie lodową lawinę w przechłodzonych kroplach zawieszonej w powietrzu wilgoci wywołuje czasami pierwszy grzmot zaczynającej się burzy.
      Również piękne zjawisko, mimo że czasem zostawia pamiątki na autach i w dachach szklarni czy nawet domów.
    Ciekawostką jest fakt, że przechłodzenie kropel wody zdarza się częściej przy spotykających się radykalnie różnych pod względem temperatury frontach atmosferycznych.
    Wytłumaczenie jest równie proste jak poprzednie zjawiska.
    Duże różnice t powodują szybsze ruchy warstw powietrza względem siebie, to mocniejsze tarcie cząstek powietrza i większą ilość wolnych ładunków.
    W przyrodzie zaś nic nie ginie.
    Oddając najdalsze elektrony (elektron) mający stosunkowo dużą energię kinetyczną, ciało (cząstka) o tą samą energię staje się uboższa.
    Ponieważ jest to energia znacząco ponad średnią na jednostkę masy, cząstka pozostaje z mniejszą średnią energią, co wyraża się przez spadek jej temperatury.
    Ponieważ szybszy ruch powoduje szybszy odpływ elektronów, więc i średnia temperatura dodatnio naładowanych cząstek staje się niższa.
    Energia pioruna (chmury najczęściej elektronów) wyładowuje się często do ziemi, pozostały dodatnio naładowany materiał pozostaje chłodniejszy (czasem od 0 stopni C) a wszelkie drgania w tym fala dźwiękowa wywołują w nim "zapłon" wybuchowej zmiany stanu skupienia ciała.
    Co ciekawe nawet wyładowanie wewnątrz chmury (na niebie bez połączenia z ziemią) może być zapłonem tego zjawiska. Energia wyładowania może bowiem być oddana lokalnie (w niewielkiej objętości) a fala dźwiękowa może mieć znacznie większy obszar szybkiego oddziaływania na materię. (szybciej słychać dźwięk niż czuć ciepło pioruna, na dużym obszarze).

    Jak to nie jest piękno fizyki, powiedzcie co nim jest.
    I dajcie spokój Achillesowi.
    Lepiej porozmawiajmy o przyrodzie.
    Może się bowiem okazać że w stanie w jakim mamy okazję oglądać ją gdzie niegdzie jeszcze dziś, jutro będzie sobie ją można jedynie powspominać.
    Tonick 10.05.2013 09:48
  • @Y.Grek

    a Ty wciąz jeszcze przed egzaminem maturalnym, czy juz po?
    unukalhai 10.05.2013 10:10
  • @unukalhai

    Pewnie jeszcze przed.
    Bo się nie chwali trójką z minusem z fizyki
    Tonick 17.05.2013 23:29


Tonick
O mnie Tonick

Kliknij Quo vadis Ziemio? Jak studiować W hołdzie Powstaniu - Notka ukryta przez redakcję salon24 pływam jedynie pod prąd

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie