warm water bevriest sneller

Bianca stelde deze vraag op 23 februari 2016 om 14:22.

 hoe komt het dat warm water sneller bevriest dan koud  water, maar als je het wilt koken is het niet zo dat koud water sneller kookt dan warm water...ik wil graag het goede antwoord aan mijn kinderen geven. Alvast bedankt!

Reacties

Jan van de Velde op 23 februari 2016 om 16:04
dag Bianca,

Een betere uitleg dan Wikipedia kan ik niet geven:

https://nl.wikipedia.org/wiki/Mpemba-effect

En daar lees je dat het allemaal niet zó helder is hoe het nou eigenlijk komt (en dat het ook maar onder zekere omstandigheden zo is)

Ik hoop dat je hier wat aan hebt?

Groet, Jan
Bianca op 23 februari 2016 om 16:59
Dankjewel Jan! Dat ik zelf niet aan Wikipedia heb gedacht....haha,nou ik zal mijn best eens even doen ;-)
Jan van de Velde op 23 februari 2016 om 17:39

Bianca plaatste:

Dat ik zelf niet aan Wikipedia heb gedacht
Ik verwijt je niks, want ik denk niet dat je dat op wikipedia makkelijk vindt als je de naam van dat effect niet kent.  Ik toevallig wel :) 

succes met uitleggen, want ook dát zal niet meevallen.


Bianca op 23 februari 2016 om 18:26

Jan van de Velde plaatste:

Bianca plaatste:

Dat ik zelf niet aan Wikipedia heb gedacht
Ik verwijt je niks, want ik denk niet dat je dat op wikipedia makkelijk vindt als je de naam van dat effect niet kent.  Ik toevallig wel :) 

succes met uitleggen, want ook dát zal niet meevallen.


Klopt,want er staat niet duidelijk in wat ik bedoel😢 heb jij tips????😀
Jan van de Velde op 23 februari 2016 om 18:45
Ik heb geen idee wat jij bedoelt dan? 

Vergeet ook niet dat dat effect wél bevestigd is,  maar ondanks heftig onderzoek nog steeds niet tot volle tevredenheid verklaard. 

Ter vergelijking, we weten allemaal dat alles naar beneden valt door de zwaartekracht. Maar ook als je daarin gaat "waarommen" kom je al héél gauw op een waaromniveau dat niemand meer een antwoord heeft. De uitlegparagraaf op wikipedia heeft niet voor niks de titel "Mogelijke factoren". 
Bianca op 24 februari 2016 om 10:59
Nee ik begrijp wel hoe het kan dat het warme water sneller bevriest,maar ze willen weten waarom koud water dan niet sneller kookt dan warm water...begrijp je mij? Dit ging tot nu toe alleen nog maar over de bevriezing....en ik moet het andere deel,het koken dus,uitleggen.
Ik weet dat t lastig is 😳 daarom vraag ik het hier
Jan van de Velde op 24 februari 2016 om 16:30

Bianca plaatste:

maar ze willen weten waarom koud water dan niet sneller kookt dan warm water.
Ja, één gek kan meer vragen dan tien wijzen kunnen beantwoorden ;)

En óf dat wel zo is is maar de vraag. Vóór Mpemba nam iederen voetstoots aan dat koud water eerder ver genoeg afgekoeld zou zijn om ijs te gaan vormen. (En in de meeste gevallen van bevriezend water is dat ook gewoon zo hoor). Óf warm water dan onder alle omstandigheden per se eerder zou koken dan kouder water is nog maar de vraag

Dat soort verstopte effecten kunnen namelijk ook bij koken optreden. Als je héél zuiver water pakt (gedestilleerd water) en je warmt dat in een spiegelgladde pan (dus zonder krasjes)  rustig op dan is het goed mogelijk dat je water een paar graden voorbij de 100°C kunt opwarmen zonder dat het gaat koken. Dán een paar korreltjes zout erin strooien en de pan "ontploft", dwz, die gaat inééns hard koken (waarbij de temperatuur snel terugzakt naar 100°C). Die korreltjes (of krasjes, scherpe randjes in het algemeen) zijn namelijk een ideaal beginpunt voor de vorming van dampbelletjes.

Dit effect is bekend in elk scheikundelab. Nieuw glaswerk is mooi glad, en als men daarin vloeistoffen rustig wil laten koken zonder "explosie" dan worden aan de te koken vloeistof zg kooksteentjes toegevoegd. Voorkomt ernstige ongelukken. 

Ik denk dus niet dat er na Mpemba nog iemand rondloopt die met stelligheid durft beweren dat warm water per se eerder kookt dan koud water. Op zijn best dat we meer plausibel klinkende redenen kunnen bedenken waarom warm (geweest) water soms eerder vast wordt dan kouder water, dan dat we plausibele redenen kunnen bedenken waarom koud gestart water onder bepaalde omstandigheden altijd iets eerder zou koken dan warmer gestart water. Ik ken overigens geen onderzoeken op dat gebied. 

Het spijt me, maar voorlopig zal je uitleg beperkt moeten blijven tot een doodeerlijke "weten ze (nog) niet (met 100% zekerheid)" .

Groet, Jan 
Gerwin op 29 maart 2019 om 22:39
In heet water bewegen deeltjes sneller. door botsen hebben ze meer ruimte nodig. Dus minder compact. Daardoor is er meer ruimte voor de kou om bijna volledig rondom de warme deeltjes te zitten en zo voor meer en snellere koeling te zorgen...water van 40 graden laat die ruimte niet open...meer gaten meer kou rondom de molecuul..snellere afvoer warmte...langere weg af te leggen , maar gewonnen door hoger tempo van afkoelen..
Jan van de Velde op 29 maart 2019 om 22:44
Dag Gerwin,

Voor wat je daar allemaal losjes beweert zouden we graag eens wat wetenschappelijke bronnen zien. Want wat je daar vertelt klinkt eerlijk gezegd nogal ongelofelijk. 

Groet, Jan
Theo de Klerk op 31 maart 2019 om 10:14
Koude is geen medium. Kou (hitte, eigenlijk temperatuur) is een maat voor beweging van deeltjes . Minder koud, meer ruimte.
de op 02 september 2019 om 20:38
Er moet onderscheid gemaakt worden tussen snelheid van bevriezen en de hoeveelheid warmte die moet worden onttrokken aan het water. 
Het sneller bevriezen kan alleen waar zijn als de warmte van het te bevriezen water snel genoeg kan worden afgevoerd.
De hoeveelheid af te voeren energie is natuurlijk groter van het warme water in vergelijking met het koude water als de eindtoestand van het ijs hetzelfde is: dus homogene  dezelfde temperatuur, en dezelfde hoeveelheid water.
Ruben op 24 oktober 2019 om 18:55
Ik begreep van iemand dat bij koud water het bovenste laagje van het water sneller bevriest en er voor zorgt dat de rest van het water geïsoleerd raakt. En dat bij warm water het in geheel gelijkmatig bevriest dus sneller dan het geïsoleerde koude water?? Geen iedee of t klopt maar die theorie ken ik...
Theo de Klerk op 25 oktober 2019 om 00:18
Water dat opwarmt van 0º naar 4º neemt af in volume (terwijl de meeste andere stoffen bij opwarming altijd uitzetten). Water heeft de grootste dichtheid bij 4º (zelfde massa, kleinste volume). Omgekeerd gezegd: water zet uit tussen 4º en 0º waardoor water net boven vriespunt de kleinste dichtheid heeft en bovenop drijft (terwijl de meeste stoffen krimpen).
Dat is een reden waarom water in ijsblokjeshouders uitzet als ijsklontje.

Het is ook voor de vissen belangrijk. Als het koud wordt, zet water uit. Het warmere water (4º en meer) is zwaarder en zakt naar beneden. De bovenlaag bevriest en zet uit. Een ijslaag bedekt een rivier of sloot, eronder zit (relatief warm) water waarin vissen kunnen zwemmen.

De ijslaag is ook slecht geleidend, dus de kou in de lucht dringt maar langzaam door naar onder waardoor het diepere water niet bevriest. Het minder diepe water vriest slechts langzaam aan (voor de Elfstedentocht moet dus telkens gemeten worden hoeveel het ijs aan de onderkant is aangegroeid doordat de kou van de lucht langzaam door het ijs wordt doorgegeven).

Koud water zal bij afkoeling bevriezen, het onderliggende water blijft water (al kan ook dat langzamerhand de ijslaag doen groeien).
Ik denk niet dat warm water sneller als geheel bevriest. Ook hier zal de toplaag bevriezen en de lagere lagen daarmee deels isoleren. 
Als je aan alle kanten het water koelt (zoals in een ijskast) dan zal koud en warm water allebei compleet tot ijs worden. Al zul je voor het warme water meer energie moeten afvoeren. Het is niet handig een emmertje warm water in de vrieskist te zetten. Buiten eerst laten afkoelen (energie afvoeren in de buitenlucht) is slimmer.
Etienne op 09 februari 2021 om 18:55
Het Mpemba-effect. Vanwege de extreme kou momenteel kwam dit verhaal via een vriend weer eens voorbij. Het staat ook op tal van semi-wetenschappelijke sites en zelfs op de site van Vitens en op Wikipedia. Het is bijzonder om te zien hoe men zich in de wonderlijkste bochten wringt om het te verklaren. Maar het klopt niet.
Er wordt veelal verwezen naar een Chinees artikel uit 2012 (https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1310/1310.6514.pdf) dat een - geheel theoretische maar zogenaamd 'definitieve' - verklaring geeft op basis van veranderde covalente bindingen (waterstofbruggen) in water dat opgewarmd wordt. Het artikel is nadien echter volledig afgebrand door tal van peer reviewers en wetenschapsjournalisten. Logisch, want stel: 2 glazen, 1 met water van 20 graden en 1 met water van 80 graden, beiden af te koelen tot het vriespunt. Het glas van 80 graden zal op een gegeven moment ook de 20 graden bereikt hebben. Hebben de waterstofbruggen dan op dat moment andere eigenschappen gekregen dan het water uit dat andere glas toen dat 20 graden was? Oftewel: leidt het opwarmen en afkoelen van water tot permanent gewijzigde eigenschappen in de bindingsenergie tussen de watermoleculen? En kan het de afkoeling van het oorspronkelijke 20-graden-glas dan ook nog inhalen? Nee, natuurlijk kan dat niet. Dat staat haaks op onze natuurwetten.
Het Mpemba-effekt is ook nog nooit wetenschappelijk aangetoond. Zie bijvoorbeeld dit onderzoek uit Nature van 2016 (https://www.nature.com/arti... ) waarin men het bij herhaling niet heeft kunnen vaststellen en naar het rijk der fabelen verwijst.
Een mogelijke verklaring voor het feit dat sommigen toch menen dat het wel bestaat, is te wijten aan meetfouten en het ontbreken van constante omstandigheden tussen beide situaties. Veelvoorkomend: een warm glas in de vriezer smelt diep in op de laag met ijskristallen die op de bodem van de meeste vriezers aanwezig is. Dit geeft een veel groter contactoppervlak en daarmee veel meer warmteoverdracht dan bij een koud glas dat op de (isolerende) laag met ijskristallen blijft staan.
Kortom, broodje-aap.

Met wetenschappelijke groet,
Etienne de Vries

Maarten op 16 februari 2021 om 08:47

Hoi Etienne, dank voor je uitleg. Hierbij nog de volledige link naar het Nature onderzoek: https://www.nature.com/articles/srep37665

Groet, Maarten Graveland

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft dertig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)