home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ 2,000 Greater & Lesser Mysteries / 2,000 Greater and Lesser Mysteries.iso / internet / mys01001.txt < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1994-06-10  |  4.3 KB
  1. From: sichase@csa2.lbl.gov (SCOTT I CHASE)
  2. Subject: Re: Hot water
  3. Followup-To: rec.martial-arts
  4. Date: 25 Jul 92 06:12:10 GMT
  5. Organization: Lawrence Berkeley Laboratory - Berkeley, CA, USA
  6. Lines: 75
  7. Distribution: na
  8. Message-ID: <24887@dog.ee.lbl.gov>
  9. References: <1992Jul20.174611.28999@uwm.edu> <59140@mimsy.umd.edu> <1992Jul22.095347.16@antioc.antioch.edu>
  10. Reply-To: sichase@csa2.lbl.gov
  11. NNTP-Posting-Host: 128.3.254.197
  12. News-Software: VAX/VMS VNEWS 1.3-4   
  13.  
  14. In article <1992Jul22.095347.16@antioc.antioch.edu>, mbaya@antioc.antioch.edu writes...
  15. > 
  16. >and is it also true that Hot/boiling water will freeze faster than
  17. >cold water? I know I heard this somewhere a long time ago. Why does it
  18. >do this?
  19. > 
  20. Yes, under some conditions.  This is in the sci.physics FAQ.  Here is 
  21. the appropriate text:
  22.  
  23. ********************************************************************************
  24. Item 10.
  25.  
  26. Hot Water Freezes Faster than Cold!             updated 11-May-1992
  27. -----------------------------------             original by Richard M. Mathews
  28.  
  29.     You put two pails of water outside on a freezing day.  One has hot
  30. water (95 degrees C) and the other has an equal amount of colder water (50
  31. degrees C).  Which freezes first?  The hot water freezes first!  Why?  
  32.  
  33.     It is commonly argued that the hot water will take some time to
  34. reach the initial temperature of the cold water, and then follow the same
  35. cooling curve.  So it seems at first glance difficult to believe that the
  36. hot water freezes first.  The answer lies mostly in evaporation. The effect
  37. is definitely real and can be duplicated in your own kitchen. 
  38.  
  39.     Every "proof" that hot water can't freeze faster assumes that the
  40. state of the water can be described by a single number.  Remember that
  41. temperature is a function of position.  There are also other factors
  42. besides temperature, such as motion of the water, gas content, etc. With
  43. these multiple parameters, any argument based on the hot water having to
  44. pass through the initial state of the cold water before reaching the
  45. freezing point will fall apart.  The most important factor is evaporation.
  46.  
  47.     The cooling of pails without lids is partly Newtonian and partly by
  48. evaporation of the contents.  The proportions depend on the walls and on
  49. temperature.  At sufficiently high temperatures evaporation is more
  50. important.  If equal masses of water are taken at two starting
  51. temperatures, more rapid evaporation from the hotter one may diminish its
  52. mass enough to compensate for the greater temperature range it must cover
  53. to reach freezing.  The mass lost when cooling is by evaporation is not
  54. negligible. In one experiment, water cooling from 100C lost 16% of its mass
  55. by 0C, and lost a further 12% on freezing, for a total loss of 26%. 
  56.  
  57.     The cooling effect of evaporation is twofold.  First, mass is
  58. carried off so that less needs to be cooled from then on.  Also,
  59. evaporation carries off the hottest molecules, lowering considerably the
  60. average kinetic energy of the molecules remaining. This is why "blowing on
  61. your soup" cools it.  It encourages evaporation by removing the water vapor
  62. above the soup. 
  63.  
  64.     Thus experiment and theory agree that hot water freezes faster than
  65. cold for sufficiently high starting temperatures, if the cooling is by
  66. evaporation.  Cooling in a wooden pail or barrel is mostly by evaporation. 
  67. In fact, a wooden bucket of water starting at 100C would finish freezing in
  68. 90% of the time taken by an equal volume starting at room temperature. The
  69. folklore on this matter may well have started a century or more ago when
  70. wooden pails were usual.  Considerable heat is transferred through the
  71. sides of metal pails, and evaporation no longer dominates the cooling, so
  72. the belief is unlikely to have started from correct observations after
  73. metal pails became common. 
  74.  
  75. References: 
  76.     "Hot water freezes faster than cold water.  Why does it do so?",
  77.     Jearl Walker in The Amateur Scientist, Scientific American,
  78.     Vol. 237, No. 3, pp 246-257; September, 1977.
  79.  
  80.     "The Freezing of Hot and Cold Water", G.S. Kell in American
  81.     Journal of Physics, Vol. 37, No. 5, pp 564-565; May, 1969.
  82.  
  83. --------------------
  84. Scott I. Chase                  "The question seems to be of such a character
  85. SICHASE@CSA2.LBL.GOV            that if I should come to life after my death
  86.                 and some mathematician were to tell me that it
  87.                 had been definitely settled, I think I would
  88.                 immediately drop dead again."      - Vandiver
  89.  
  90.  
  91.