Gefriert warmes oder kaltes Wasser schneller wenn man es in einem Gefäß in den Kühlschrank stellt?
Die erstaunliche Antwort: Warmes Wasser gefriert schneller! Stimmt das?
Nicht bekannt sind die jeweiligen Temperaturen für „kaltes“ und „warmes“ Wasser.
Bei jedem Stoff gibt es eine eigene spezifische Wärmekapazität. Um z.B. ein 1 kg Wasser um 1 Grad Celsius abzukühlen, werden 4190 Joule Energie entzogen. Das bedeutet, dass man umso mehr Energie entziehen muss, je größer die Temperaturdifferenz und die Masse Wasser ist. Dabei entzieht der Kühlschrank über die Leistung der Wärmepumpe stetig Energie.
Der Vorgang erreicht beim kalten Wasser früher den Zeitpunkt, wo nach Entziehen der Gefrierwärme das Wasser gefriert. Diese Energiemenge beträgt bei 1 kg Wasser 333,7 kJ.
Deshalb meine ich, das das kalte Wasser eher gefriert.
Gegenfrage: aber was hat das Gefäß damit zu tun?
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Gefriert warmes oder kaltes Wasser schneller wenn man es in
einem Gefäß in den Kühlschrank stellt?
Die erstaunliche Antwort: Warmes Wasser gefriert schneller!
Stimmt das?
Ich habe das mal ausprobiert und konnte keinen Unterschied feststellen. Manchmal war das warme Wasser schneller gefroren und manchmal das kalte. Ich würde sagen, daß es hauptsächlich von der Bildung der Kristallkeime abhängt, welches Wasser schneller erstarrt und die ist mehr oder weniger dem Zufall überlassen.
allerdings ist das so eine Sache, schließlich wird dann eigentlich eine Birne mit einem Apfel verglichen, weil neben der Temperatur eine weitere Variable eingeführt wird (Verdunstungskälte). Das ist eigentlich streng wissenschaftlich gesehen nicht korrekt, weil diese Variable in der aufgabenstellung nicht explizit genannt wird.
Die erstaunliche Antwort: Warmes Wasser gefriert schneller!
Stimmt das?
Hallo, Michael, es stimmt.
Der Effekt ist bekannt als sog Mpemba-Effekt. Hier hat Christoph Drösser die Begründung gegeben: Ein Gefäß mit heißem Wasser (etwa 90 Grad Celsius) und ein identisches Gefäß mit der gleichen Menge kalten Wassers (Zimmertemperatur) werden bei Frost in den Garten gestellt - oder im Sommer in die Tiefkühltruhe. Dann wird das heiße Wasser schneller zu Eis als das kalte. Wie kommt das? Das heiße Wasser muß doch erst einmal auf die Temperatur des kalten abkühlen, und in der Zeit ist dieses schon wieder etwas kälter geworden! Wie kann das eine Wasser das andere beim Gefrieren überholen?
Die Antwort heißt Verdunstung: Bis zu ein Viertel des heißen Wassers kann im Laufe des Prozesses verlorengehen - und das beschleunigt das Gefrieren gleich auf zweifache Weise. Einmal bleibt einfach weniger Wasser übrig, das gefrieren muß. Zum zweiten verdunsten gerade die Moleküle mit der höchsten Energie, so daß die Durchschnittsenergie und damit die Temperatur des Wassers sinkt (diesen Kühleffekt nutzen wir aus, wenn wir schwitzen).
Anders gesagt: Durch die höhere Verdunstung holt das heiße Wasser das kalte tatsächlich ein - und dann ist weniger Wasser da, das noch gefrieren muß.
Der Erfolg des Experiments hängt nicht nur von der Wassertemperatur, sondern auch von der Form und dem Material der Gefäße ab: Es muß sichergestellt sein, daß wirklich der größte Teil der Kühlung über die Verdunstung erfolgt. Also sollten die Wände des Behälters gut isolieren (Holz oder Kunststoff, kein Metall), und die Wasseroberfläche muß möglichst groß sein.
(aus http://f50.parsimony.net/forum200031/messages/3757.htm )
Gruß Eckard.