Какая порция замерзнет первой и почему?

Question

В морозильник установлены две одинаковые по массе
порции воды, первая с температурой 80 С, вторая с температурой 20 С.
Какая порция заморозится раньше и почему

Answer 1

В вашей задачке нехватает данных чтобы правильно ответить на вопрос. Хотя попытаюсь ответить. Если вода налита в закрытые одинаковые ёмкости то естественно та вода которая холодне замёрзнет быстре. Впрочем народам севера известно что горячая вода в открытой ёмкости, например в бачке без крышки, замёрзнет на морозе быстре, чем ледянная с температурой не выше +4. Связано это с тем, что вода с температурой ниже +4 имет меньшую плотность и боле тёплая часть воды погружается вниз сохраня остатки тепла. А в горячей воде всё наоборот, охлаждённая часть воды будет уходить на дно, а горячая оставаясь наверху стремительно потеряет всю тепловую энергию накопленную в массе за счёт испарений. Ещё раз повторюсь, данный эфект проявляется из за того что вода имет максимальную плотность вещества при температуре +4 градуса по Цельсию.

Answer 2

Количество теплоты, которое необходимо забрать у воды для её замерзания, прямо пропорционально её массе и разнице температур, значит при одной и той же мощности (то есть скорости обмена энергией) холодная вода замёрзнет быстре, так как ей потребуется отдать меньше энергии, а значит отдана она будет за меньше время.

Answer 3

Первой замерзнёт порция с температурой 20°С, так как её энергетическая ёмкость в 4 раза меньше порции с 80°С. Если предположить, что порции по 1Л каждая, то легко посчитать 1Л * 20К * 1, 163 Ватт/ (kg·K) = 23 Ватта, а у первой в 4 раза больше.
Но если эти порции выплеснуть на поверхность льда, то первой замерзнёт первая с Тем. 80°С, так как на процесс преодоления энтальпии льда и испарение воды в холодном окружении потратиться вся энергия быстре нежели у 20° порции. На этом принципе работает машина на ледовом покрытие, которую мы видим в перерывах хоккея или фигурного катания.