особенно когда речь идет о наблюдениях, результаты которых не соответствуют укоренившимся представлениям.
В классическом эксперименте два металлических ведра выставляют на улицу в холодную и предпочтительно ветреную ночь. Стоячая вода плохо проводит тепло, лед образуется на поверхности и возле стенок. Если изначальная температура воды около 10 °C, в глубине вода охлаждается очень медленно, особенно после того, как поверхность затягивает лед, препятствуя нормальной конвекции. Более теплая вода не может вступить в контакт с остывшим ведром, и теплообмена не происходит.
Если начальная температура воды близка к 40 °C, сильная конвекция устанавливается до замерзания воды, вся ее масса остывает быстро и единообразно. Несмотря на то что лед начинает формироваться позже, чем на прохладной воде, полное замерзание горячей воды происходит быстрее, чем замерзание холодной.
В данном случае важны дополнительные условия. Очевидно, если начальная температура холодного ведра 0,1 °C, а горячего — 99,9 °C, результаты эксперимента вряд ли окажутся неожиданностью. Сосуды должны быть достаточно большими, чтобы конвекция наблюдалась при малых перепадах температур, но при этом настолько маленькими, чтобы тепло быстро улетучивалось с поверхности. Помогает принудительное воздушное охлаждение в ветреную ночь.
В домашнем морозильнике трудно создать подобные условия, но опыт можно воспроизвести в промышленном морозильнике или в лабораторной камере с искусственным климатом.
Это правда, я лично проводил подобный опыт. Единственное условие заключается в том, что сосуд с водой должен быть относительно маленьким, чтобы способность морозильника отводить тепло не стала ограничивающим фактором.
На холодной воде раньше образуется плавучий лед, который препятствует в дальнейшем конвективному теплопереносу с поверхности воды. На горячей воде лед в первую очередь образуется у стенок и дна сосуда, а на поверхности вода остается чистой и сравнительно горячей, что обеспечивает теплопередачу в ускоренном темпе. Большой перепад температур приводит к интенсивной конвективной циркуляции, которая выносит тепло на поверхность даже после того, как большая часть воды замерзнет.
Это культурный миф. Горячая вода не будет замерзать в морозильнике быстрее, чем холодная. Но если горячую воду охладить до комнатной температуры, она замерзнет быстрее, чем вода, которую вообще не нагревали. Дело в том, что при нагревании из воды улетучиваются растворенные газы (в основном азот и кислород), которые замедляют процесс кристаллизации льда.
В научных экспериментах этот эффект выглядит убедительно. Мы исходим из предположения, что температура в морозильнике остается постоянной на протяжении всего процесса замораживания, а также не меняются другие показатели: размер сосуда, теплопроводные и конвективные свойства внутри и снаружи его.
Но я полагаю, что в процессе задействована еще одна переменная, а именно — перепады температур в морозильнике. Колебания температур внутри морозильника зависят от чувствительности термоэлемента и таймера регулирующей системы. Можно предположить, что при стандартной температуре морозильника энергия, направленная на охлаждение, действует с известной скоростью. Если поставить в морозильник ведро с холодной водой, оно почти не окажет воздействия на расход энергии, потому что температурный датчик не среагирует на него. Но ведро с горячей водой легко может привести в действие датчик и вызвать непродолжительное, но мощное охлаждение внутри морозильника и чрезмерно понизить температуру в зависимости от показаний таймера.
В домашних условиях наблюдатель может упустить из виду это обстоятельство. Подобный эффект я наблюдал в электрической сауне. Обманув температурный датчик брызгами воды, я увеличил потребление энергии.
«Почему суперклей не прилипает изнутри к тюбику, в котором хранится?»
Суперклей не прилипает к тюбику изнутри потому, что в тюбике содержится кислород в виде воздуха, но нет воды. Кислород препятствует процессам, катализатором которых является вода.
Суперклей не липнет к тюбику изнутри потому, что его основа — цианоакриловый мономер, которому для полимеризации требуется влага в виде воды или другое активное водородсодержащее соединение.
Этим же объясняется, почему для лучшего склеивания двух поверхностей достаточно тонкого слоя клея. Избыток клея понадобится счищать, стык будет неаккуратным. Чувствительностью к влаге также объясняются два обстоятельства: почему клей продают в упаковках, которые невозможно вскрыть, не облившись клеем, и почему пролитый клей так прочно прилипает к коже. Теплая и влажная кожа — идеальная среда для клея.
Специалисты компании Loctite обнаружили, что кислород препятствует быстрой полимеризации цианоакрилата. Поэтому в тюбике с клеем всегда оставляют место для воздуха. Жидкий мономер превращается в твердый полимер, когда между плотно прижатыми друг к другу поверхностями нет
