Dua ember kayu yang sama (tanpa tutup) diletakkan di luar ruangan ketika
udara sangat dingin. Ember A berisi air panas dan B berisi air dingin
dalam jumlah yang sama. Ember manakah yang membeku terlenih dahulu?
Di bawah kondisi tertentu , air panas akan mendingin lebih cepat
daripada air dingin, dan bahkan air tersebut mulai membeku lebih
dahulu.
Pertama, perhatikan bahwa ember yang digunakan tidak mempunyai tutup ,
dan ingat bahwa kayu adalah koduktor termal yang sangat buruk. argumen
berikut akan berlaku untuk ember kayu, bukan ember yang terbuat dari
bahan konduktor termal yang baik.
Pengaruh pendinginan yang utama merupakan evaporasi cepat dari
permukaan air panas, diikuti oleh campuran yang signifikan antara air
panas dan air yang lebih dingin, dari bagian atas sampai bagian bawah
ember. evaporasi dan konveksi menghasilkan perpindahan energi termal
dengan kecepatan tinggi ke lingkungan sekitarnya jika suhu awalnya cukup
tinggi. Untuk ember-ember kayu ini, kecepatan perpindahan energi
termal ini jauh lebih cepat dari kecepatan perpindahan panas yang
dilakukan dengan prosees konduksi melalui dinding kayu ember. bahkan air
panas dalam ember kayu akan berevaporasi sampai 26% dan menyisakan
sedikit air untuk membeku.
Seperti dinyatakan sebelumnya, massa yang hilang dalam proses
pendinginan yang disebabkan oleh evaporasi cukup besar. contonya
pendinginan air dari suhu 100 c sampai 0 c akan mengurangi 16% massanya, dan 12% lainya akan hilang dalam
pembekuan. total massa yang hilang adalah 16% + 12% x (100-16) = 26%.
Paradoks pendinginan air panas yang cepat ini telah dilaporkan oleh
Francis Bacon dalam buku Novum Organum (1620). di daerah-daerah yang
mengalami musim dingin yang panjang seperti kanada dan skandinavia, hal
ini sudah menjadi bagian dari sehari-hari. misalnya, mobil tidak boleh
dicuci dengan air panas karena air tersebut akan membeku di atas mobil
lebih cepat dari pada air dingin. gelanggang es sebaiknya disiram dengan
air panas karena akan membeku dengan lebih cepat dingin.
0 komentar:
Posting Komentar