Что замёрзнет быстрее - вода с температурой 20С или с температурой 100С?

GOGI> Что, и транзисторов биполярных никаких нет?

Нет

GOGI> И светодиодов нет?

Вот эти — есть

Fakir> Ты бы еще прикинул, сколько купил именно термодатчиков

DIY-шных — один DHT11

Fakir> А всяких планшетов, ноутов, коммуникаторов и прочая, прочая, прочая и т.д. и т.п.?

Коммуникатору моему полтора года, обновлять пока не спешу. Ноуту — почти 4 года. Планшету скоро три года. И прочая, прочая, прочая... Пару раз в год на всю семью взять/обновить какой-то гаджет средней ценовой категории — это что-то порядка $700 в год по нынешнему курсу. Квартплата за полтора месяца или оплата за дочкин садик за те же полтора месяца В общем, всё равно на квартиру не хватит. Разве что 100 лет копить

Balancer> В общем, всё равно на квартиру не хватит. Разве что 100 лет копить
Варбан же предложил хороший вариант

GOGI> ... можно просто взять три обычных кремниевых диода... и измерять температуру с точностью 1-2 градуса.

А я так мерил, только транзистором. Корпус у него подходявее был.
И делал не дома, а в НИИ, для вполне профессионального применения. Откалибровал по уму, и десятые у меня были правильными. Но - слегка разные для двух транзисторов-датчиков Правда, у меня тогда все аналоговое было. И регистрация самописцем.

s.t.> Варбан же предложил хороший вариант

Вот на этот вариант таким способом сто лет и копить

varban> Правда, у меня тогда все аналоговое было. И регистрация самописцем.

В общем, заказал я на пробу и для эксперимента 3x 18B20, придут, как раз, может, морозы будут. Сделаю всё цивильно, сразу с оцифровкой

varban>> Правда, у меня тогда все аналоговое было. И регистрация самописцем.
Balancer> В общем, заказал я на пробу и для эксперимента 3x 18B20, придут, как раз, может, морозы будут. Сделаю всё цивильно, сразу с оцифровкой

Наличие эффекта будет подтверждено.

А вот с объяснением сути происходящего как?
Ведь премия за это установлена.

dimir> Ведь премия за это установлена.

Да пофиг на премию. Если эффект реально будет наблюдаться — это уже результат. Но я-то ожидаю, что эффекта такого не будет Соответственно, и объяснять нечего.

Balancer> В общем, заказал я на пробу и для эксперимента 3x 18B20, придут, как раз, может, морозы будут.

Датчики получил (правда, пока не тестировал) сегодня. Но морозов ещё нет

Vale> http://cdn.phys.org/newman/gfx/.../hires/3Mar10A20St20420Web20page.jpg
Если "эффект" - это то, что на картинке, то объяснять там нечего.
Или это премия за попытку чуть подумать?

Очевидно, что разница - за счёт того, что "холодная" вода вначале переохлаждается (соотвественно - становится меньше дельта, меньше теплообмен с воздухом), а "горячая" вода остывает до нуля и сразу идёт наработка льда (соотвественно - разница между водой и воздухом выше, быстрее идёт теплообмен).
Тут ничего объяснять не надо, это именно ОЧЕВИДНО. Вот просто по графику - оно так, что видишь, то поёшь.

Почему именно холодная вода переохлаждается?
Потому что именно как можно более равновесное и спокойное охлаждение создаёт условия для переохлаждения воды. Это написано во всех учебниках для школы.

Если же вопрос рассматривать глубоко (а именно - где, как и почему образуются центры кристаллизации и как их образование зависит от изменения макропараметров в жидкости), то подробный и полный ответ - это уже если и не на Нобелевку, но точно достойно не тысячи денег... НЯЗ, над задачей (и вообще этим классом задач типа причин всяких спонтанных фазовых переходов) работают не первое десятилетие. Там много интересного, но... причём тут данный "эффект"?

В горячей можно - скорее даже нужно - ожидать бОльших конвективных потоков, соответственно лучше охлаждается вода по объёму и больше коэффициент теплопередачи от стенки. (это помимо испарения и пр.)
Как сильно это повлияет на скорость охлаждения, количественно, и может ли привести к "инверсии" - хз, но как-то влиять по идее обязано.

Если кто-то будет экспериментировать - любопытно бы посмотреть, что получится, если в стаканы добавить "гасители конвекции", пространственную решётку из картона, например.

Fakir> Как сильно это повлияет на скорость охлаждения, количественно, и может ли привести к "инверсии" - хз, но как-то влиять по идее обязано.
Это не имеет значения. См. график.
Фишка в том, что в бывшей горячей воде лёд образуется сразу по достижении 0С, а бывшая холодная сначала переохлаждается (соотвественно - разница "вода-воздух" становится гораздо меньше, соотвественно - меньше теплообмен.

Лишнее тепло горячая вода скидывает очень быстро - см. график.
И потеряное время быстро навёрстывается тем, что далее у бывшей горячей теплоотдача идёт от нуля, а у бывшей холодной - от температуры ниже, от переохлаждённой жидкости.

Но вообще, это косяк экспериментаторов, граничащий с жульничеством.
При тех же начальных условиях я легко могу добиться обратного ("нормального поведения" воды) простой заменой емкостей на опять же одинаковые, но с шероховатостями. Которые послужат затравкой для начальных кристаллов льда, и не дадут воде переохлаждаться вообще, ни по какой траектории.

P.S.
То есть, корректный ответ на вопрос топика - при прочих равных быстрее замёрзнет холодная вода.
Если мы создали условия для переохлаждения только для одной из емкостей, то она замёрзнет последней (что, вообще говоря, тривиальный вывод ).
Можно при желании добиться и того, чтоб переохлаждалась вода в изначально горячей ёмкости, тогда она будет остывать гораздо дольше (но этот эффект скучнее, его формулировка не парадоксальна, и горе-экспериментаторов он не заинтересовал ).

Татарин> Это не имеет значения. См. график.

Татарин> Лишнее тепло горячая вода скидывает очень быстро - см. график.

Это имеет значение - как раз к вопросу о том, почему она делает это так быстро - помимо собственно дельта Т доп. фактор.
(я говорю сейчас именно об участке до замерзания, когда нигде в стакане температура не падает ниже нуля)

Хотя там еще странный нюанс на графике - от одной и той же температуры (20 С) до нуля горячая охлаждается уже медленнее. Хотя по идее должно быть именно наоборот.
Может, дело в том, где именно замеряли температуру? - например, на стенке или близко к ней; тогда в случае холодной воды меряют температуру не воды в стакане в целом, а тонкого пристеночного слоя, отличающуюся от серединной, и неудивительно, что такой слой охлаждается быстро. В случае же конвекции температура лучше размешана, и в том же самом месте температура падает медленнее.


Кстати, не так-то просто определить, в какой именно момент вода в стакане замёрзнет именно полностью В смысле - что нигде не осталось пузырей-включений жидкой фазы.

Fakir> Кстати, не так-то просто определить, в какой именно момент вода в стакане замёрзнет именно полностью В смысле - что нигде не осталось пузырей-включений жидкой фазы.
Хм. Для разумного "бытового" объёма - по температуре. Теплосопротивление границы с воздухом порядка 0.18, заведомо выше теплосопротивления нескольких сантиметров льда. Процессы достаточно медленные, чтобы датчик температуры дал точку излома.

Vale> А ничего, что одна вода кипяченая, а другая нет?
В целом - нет. Их право брать для старта любую воду, лишь бы была одинаковая, "парадоксальность эффекта"для широкой публики это не отменит.

Эксперимент грязный в любом случае: графики констатируют сам факт переохлаждения только для одной жидкости, а конкретные косяки (то есть, почему и как они добились переохлаждения только в одном случае) - это детали.

С водопроводной (или любой другой) водой я бы взялся убить эффект просто заменой емкостей на более грязные.

Vale>> А ничего, что одна вода кипяченая, а другая нет?
Татарин> В целом - нет. Их право брать для старта любую воду, лишь бы была одинаковая, "парадоксальность эффекта"для широкой публики это не отменит.


Правильное название темы было бы "что быстрее замерзнет при прочих равных - кипяченая вода с температурой 100С или некипяченая с температурой 20С".

И, кстати, надо бы наводить статистику. Штук по 20-30 емкостей, ибо дешево. И сравнить водопроводную и дистиллят.

Татарин> Хм. Для разумного "бытового" объёма - по температуре.

Так при этом ты полагаешь, что температура по всему объёму примерно одинакова. Да даже пусть практически одинакова - это еще не доказывает, что нету где-то пузырька переохлаждённой воды.
Сопротивления сопротивлениями, но как они тебе покажут, что замёрзло всё?

Fakir> Так при этом ты полагаешь, что температура по всему объёму примерно одинакова.
Ну так да. Если охлаждаем снаружи, а тепловая "связанность" масс внутри значительно выше, чем связь любого куска этой массы с внешней средой, то я имею все права так и думать.

Fakir> Да даже пусть практически одинакова - это еще не доказывает, что нету где-то пузырька переохлаждённой воды.
Послушай самого себя: пузырёк переохлаждённой воды во льду?
Эээ... ы?

Fakir> Сопротивления сопротивлениями, но как они тебе покажут, что замёрзло всё?
По излому графика температуры, как обычно. С учётом скорости процессов момент ловится достаточно точно.

Vale> И, кстати, надо бы наводить статистику. Штук по 20-30 емкостей, ибо дешево. И сравнить водопроводную и дистиллят.
Зачем?
Если б мы имели дело с чем-то непонятным или неизвестным - имело бы смысл.
Но поскольку известно, что дело - в переохлаждении воды, можно придумать способ добиться переохлаждения или, наоборот, надёжного замерзания.

Да, дистиллят переохладить проще (и холодный, и горячий ), твои эксперименты тебе это покажут. Но оно и без того хорошо известно.

Татарин> Зачем? Если б мы имели дело с чем-то непонятным или неизвестным - имело бы смысл.

Исключительно для демонстрации того, что важно, а что нет. И еще добавить предварительно прокипяченую воду.

Речь только о том, чтобы продемонстрировать, как правильно ставить эксперимент.

Fakir>> Так при этом ты полагаешь, что температура по всему объёму примерно одинакова.
Татарин> Ну так да. Если охлаждаем снаружи, а тепловая "связанность" масс внутри значительно выше, чем связь любого куска этой массы с внешней средой, то я имею все права так и думать.

По-моему, очевидным выглядит предположение, что не весь объём воды замерзает мгновенно и одновременно - так?

Тепловая связанность в объёме жидкости хорошая, пока есть конвекция. А охлаждение у тебя не только через поверхность раздела вода-воздух, о и через стенки стакана - вроде ж нигде не говорится, что они теплоизолированы.

Татарин> Послушай самого себя: пузырёк переохлаждённой воды во льду?
Татарин> Эээ... ы?

Заметно переохлаждённой - ожидать не стоит, а просто пузырёк - в чём проблема? Если там еще какие-то остатки конвекции - могут мешать замёрзнуть.

Татарин> По излому графика температуры, как обычно. С учётом скорости процессов момент ловится достаточно точно.

Если есть излом - значит, замёрзла вода в точке измерения температуры. Что при этом происходит в сантиметре - излом не гарантирует.

Fakir> Тепловая связанность в объёме жидкости хорошая, пока есть конвекция. А охлаждение у тебя не только через поверхность раздела вода-воздух, о и через стенки стакана - вроде ж нигде не говорится, что они теплоизолированы.
Нет, и без конвекции, даже лёд "связан" хорошо, а стенки (просто их контакт с воздухом) обеспечивают достаточно хорошую теплоизоляцию (в предположении незначимости их теплоёмкости, конечно).

Fakir> Заметно переохлаждённой - ожидать не стоит, а просто пузырёк - в чём проблема? Если там еще какие-то остатки конвекции - могут мешать замёрзнуть.
Эээ... не. Конвекция в пузырьке, мешающая ему замёрзнуть? Гм.
Замерзает-то вода не в пузырьке, а на его границах. Со скоростью теплоотвода, да.

Fakir> Если есть излом - значит, замёрзла вода в точке измерения температуры. Что при этом происходит в сантиметре - излом не гарантирует.
Показывает с достаточной точностью. ~200Вт/К*м2 на расстоянии сантиметра. А граница с воздухом - порядка 7-9Вт/К*м2. Для кружки-бутылки стоящей в холодной среде ты можешь считать, что ёмкость имеет одну температуру. С достаточно хорошей точностью (уж на определение излома её хватит).

Татарин> Нет, и без конвекции, даже лёд "связан" хорошо, а стенки (просто их контакт с воздухом) обеспечивают достаточно хорошую теплоизоляцию (в предположении незначимости их теплоёмкости, конечно).

По стенкам в таком варианте согласен (т.е. стакан заведомо не погружён в снег), но всё равно остаётся дно.
Боле-мене хорошо может быть связан лёд, но вот совершенно не факт, что двухфазная система.

Татарин> Эээ... не. Конвекция в пузырьке, мешающая ему замёрзнуть? Гм.

Ну не пузырьке, не воспринимай буквально - некоем еще не замёрзшем объёме. Он может быть по диаметру порядка диаметра стакана, и сопоставимой высоты.

Татарин> Показывает с достаточной точностью. ~200Вт/К*м2 на расстоянии сантиметра. А граница с воздухом - порядка 7-9Вт/К*м2.

Ну вот. И через такой коэффициент, плюс коэффициент лёд-вода, надо прокачать энергию, равную теплоте плавления льда. Тоже не мгновенно. Причём чем толще лёд - тем медленнее теплоотвод. Очевидно же.