Wieso gefriert heisses wasser schneller als kaltes wasser?

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8 Antworten

Auf Anhieb zu erfassen, dass Wasser BEI GLEICHEM ABKÜHLENDEM KONTAKT MIT DER UMWELT je eher gefriert, je kühler es war, ist intuitiv richtig. Ist aber eine relativ starke wärmeflussdämmende Schicht vorhanden, die NACH Entfernung eine bessere Wärmeabfuhr ermöglicht, kann es durchaus sein, dass das anfänglich Kühlere noch länger braucht, um die Grenze 0 zu durchschreiten.

Das ist wie bei zwei Fahrzeugen, die mit gebremst werden bis zum Stillstand. Das anfänglich langsamere wird IMMER früher zum Stehen kommen bei sonst gleichen Bedingungen, d.h. gleicher Bremskraft (proportional zur Geschwindigkeit). Ist durch irgendeinen Kunstgriff die Bremskraft beim langsameren vorübergehend erniedrigt, so kann es durchaus sein, dass das anfänglich schnellere eher zur Ruhe kommt.

Das ist nichts Mysteriöses. Mit solchen Effekten hat der Physiker täglich zu tun mit seinen komplizierten Messapparaturen. Man denke an die Erforschung der Halbleiter, wo Beifügen von 'Dreck' das ganze Verhalten drastisch änderte.

Einfach zu behaupten, dass heisses wasser schneller als kaltes wasser gefriert, ist Unsinn.

Aber es ist so, dass es schneller gefriert, vorausgesetzt die gleiche Menge Wasser in gleichen Behältnissen. Auch im abgedeckten Zustand der gleiche Effekt, also keine Erklärung mittels Verdunstung beim warmen Wasser. Es gilt noch, glaube ich, als ein ungelöstes physikalisches Rätsel. Der Unterschied wird wohl darin liegen das der Vorgang des abkühlens irgendwie schneller vorran geht als das schon näher an 0 Grad befindende "Glas Wasser". Verdunstungskühle welches am Glasrand, außerhalb stattfinden müsste könnte den Prozess beschleunigen. Der Joule-Thomson-Effekt spielt vielleicht auch eine Rolle. Konvektion (also besseres Abkühlen durch Strömung des warmen Wassers) spielt auch eine Rolle. Die Royal Society of Chemistry hat einen Preis ausgelobt – 1000 Pfund Sterling für denjenigen, der die Geheimnisse dieses Paradoxons endgültig lüftet.

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Da heißes Wasser eine höhere Temperatur, somit eine höhere kinetische Energie als kaltes Wasser besitzt, kann es sich schneller in ein Gitter (in dem Fall Eis) einordnen. Die Teilchen, welche eine recht hohe Temperatur aufweisen, haben eine größere Teilchengeschwindigkeit.( v direkt proportional zu T)

Der Mpemba-Effekt ist nicht bestätigt. Man kann aber durch eine geeignete Versuchsanordnung erreichen, dass kaltes Wasser langsamer gefriert als heisses,
ist aber Mogelei:
Stelle auf eine stark vereiste (noch besser: beschneite) Kühlplatte einen Topf mit heissem und einen mit kaltem Wasser: je nach Größe und Füllung kann es sein, dass der heisse schneller gefriert.
Grund:
der heisse schmilzt das Eis darunter weg und stellt so einen guten Wärmeübergang zwischen Platte und Topf her. dadurch wird der heisse schneller gekühlt als der kalte, so dass auch der Inhalt schneller durchfriert.
So eine Mogelei wurde mal im Fernsehen gebracht und hat viele Geister verwirrt!

Mpemba beschrieb, dass seine Eismaschine schneller runterkühlte, wenn er sie mit heissem Wasser gewaschen hatte, als mit kaltem. Vermutlich hatte er ebenfalls einen Eisbelag auf den Kühlflächen, der vom Schaber nicht abgekratzt wurde. Klar, wenn der schmilzt, ist der Wärmeübergang wieder besser, und das Eis ist schneller fertig.

Warum da selbst unter Physikern eine so heftige Diskussion ausgebrochen ist, kann ich mir nicht erklären: möglicherweise die Phantasie-losigkeit derer, die gewohnt sind, alles geschriebene für bare Münze zu nehmen, sobald ein paar Messgrößen erfasst sind, die einer Erklärung bedürfen? Wenn Mpemba das vorausgesehen hätte, hätte er sich vielleicht etwas besser um die Rahmenbedingungen gekümmert...

Nicht ganz Mogelei, nur weil bestimmt Parameter gegeben sein sollten um den Effekt zu erzielen, was dazu führt das deine Beschreibung den Effekt vermutlich nicht zeigt, heißt nicht "Mogelei", der Effekt existiert trotzdem und ist noch nicht geklärt.

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@Wepster

und wer hat ihn zweifelsfrei nachgewiesen?
Man kann auch mit Schichtungen (Unterbinden der Konvektion durch geeignete Gestaltung von Form und Temperaturen) arbeiten, aber auch das ist kein Mpemba-Effekt!
Sicher auch noch anderes möglich!

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bis vor kurzen dachte man das dass wasser bei 0° gefriert.... mittlerweile hat man herausgefunden das absolut reines wasser erst bei -73° .... das alleine ist ja schon erstaunlich, aber das jetzt heisses wasser schneller gefriert ist mir völlig neu ^^

Ich hingegen hab mich schon immer gefragt: kühlt wasser das man in der Microwelle erhitzt schneller ab weder Wasser das langsam aufgekocht wird??? :)

Sorry... ich weiss, is eigentlich keine antwort ;)

das mit den -73°C ist durch den Mangel an Kristallkeimen bedingt, dadurch ergibt sich kein Anfang für die Kristallbildung.
Auch in sauberer Luft bilden sich Wolken erst ab einer gewissen Übersättigung der Luft mit Feuchte, allerdings nicht ganz so drastisch abweichend.

Immerhin reicht das für das Prinzip der Wilson'schen Nebelkammer zur Sichtbarmachung von Radioaktivität:

an der Spur eines Teilchens bilden sich Ionen, die als Kondensationskeime wirken, man sieht so die kurze, intensive Strahlung der α-strahler, die langen und geknickten Wege der ß-Teilchen unterschiedlicher Energie und evtl Ereignisse von Teilchensplitting oder Sekundäreffekte.

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@Iamiam

sorry, habe den Kindergarten übersprungen, verstehe nur bahnhof ^^ ;) aber danke für den versuch :D

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beim zusammentreffen von kalt und heiss verdunstet das kalte wasser, dadurch endstehen im einzelnen super kleine wassertropfen, die natürlich schneller gefrieren als ein ganzer liter auf einmal!!!

Weil warmes Wasser seine Energie schneller abgiebt?

Kaltes Wasser ist aber näher am Gefrierpunkt. Man fand aber trotzdem raus dass warmes Wasser schneller gefriert als kühles und dazu dies bei höherer Temperatur tut.

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Das ist noch nicht vollständig geklärt.....

Korrekt...

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Wieso wartest Du lieber auf Antworten, statt sie erst einmal selbst bei Google zu suchen?

Dort steht aber nicht WARUM, die 1000 Sterling Antwort wird noch erwartet und geht sicher nicht an Google.

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