Quiz Genciencia: Solución vasos en el congelador

Gabriel A. 11 de mayo de 2008 8 comentarios

vasos_agua2.jpgYa han pasado varios días desde la propuesta del problema de los vasos en el congelador. Recordemos primero en qué consistía el problema:

¿Verdadero o falso?

Metemos dos vasos al congelador: uno con agua a 40ºC (vaso A) y otro con agua a 100ºC (vaso B). Se congelará antes el agua del vaso A.

Los comentarios de los lectores reflejan un amplio abanico de posibilidades, y poco a poco han ido dando con la verdadera solución. De hecho, el conjunto de comentarios (o los lectores en su conjunto) ha ido funcionando como un sistema inteligente, alimentándose unos a otros de propuestas, hasta terminar dando en el clavo. Se congela ante es vaso B (el de agua a 100 ºC) que el vaso A (a 40º), por lo que es falso.

La respuesta de qué-vaso-se-congela-antes es un ejemplo de comportamiento no lineal, que depende de varios factores, y que dependiendo del rango de temperaturas del que hablemos, dará una u otra solución. En este rango de temperaturas domina el efecto Mpemba, que hace que se congele antes el agua del vaso con el agua más caliente. El efecto debe su nombre a un estudiante tanzano de Escuela Secundaria, que se fijó en que la mezcla para helados se congelaba antes si se metía caliente y no fría.

En nuestro caso, como ya han indicado nuestros lectores, las causas determinantes son:

1) el agua del vaso B se evapora más rápidamente y se va enfriando hasta alcanzar un equilibrio con el vaso A a una temperatura menor de 40ºC. Es ese momento, los dos vasos están a la misma temperatura, pero uno (B) tiene menos masa de agua que el otro, por lo que se congela antes.

2) los movimientos de convección del agua caliente son más rápidos que los del agua fría, por lo que se enfriará más rápido, ayudando a alcanzar ese equilibrio de temperatura con el otro vaso antes, a partir del cual el vaso de menor masa se congelará primero.

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Comentarios

  • 1 Avatar
    NiñoScript | 1 estrellas
    ↓

    que extraño esto… no me convence… :S

    creo que tendré que hacer la prueba yo mismo ^^

    11 may 2008 21:08 Permlink
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  • 2 Avatar
    kiutrexio | 1 estrellas
    ↓

    ¿Realmente le dará tiempo al vaso B a alcanzar al vaso A antes de que la temperatura de éste fuese 0ºC?

    Si así fuese, evidentemente al tener menos masa se congelaría antes.

    Pero esto es algo que no podemos saber por lógica, hay que comprobarlo experimentalmente.

    Por ejemplo, si el vaso A estuviese a 1ºC se congelaría antes que el B seguro. Pero si estuviese a 99ºC, seguramente se congelaría antes el vaso B. Pero estando a 40ºC, ¿Qué pasaría? ¿Cómo sabemos que pasará una cosa y no la otra? Por lógica no puede uno saber ni una cosa, ni la contraria, lo único seguro es de que existe la duda… Y hay que hacer el experimento para saber que pasaría con una determinada cantidad de agua a una temperatura dada…

    La solución aportada a mi no me satisface, la verdad. Pero en cualquier caso, esto hace pensar y por ende es interesante! Buen blog, gracias y saludos!

    12 may 2008 02:21 Permlink
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  • 3 Avatar
    Farve | 1 estrellas
    ↓

    influye que este en un vaso? y si esta en una botella de plastico hermetica?

    aun asi que se congele antes no quiere decir que gaste menos energia no? gastar gastara mas.

    12 may 2008 10:32 Permlink
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  • 4 Avatar
    Ed | 1 estrellas
    ↓

    Y no se toma en cuenta la presión atmósferica? pues si no alcanza el punto de ebullición no se ve afectado lo del vapor?

    15 may 2008 19:33 Permlink
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  • 5 Avatar
    Carlos NCT | 1 estrellas
    ↓

    De los Quiz estos que han salido estos dias… cre oqeu este es el más flojito…. No convence nada de nada.

    Cito a Niñoscript:

    "Por ejemplo, si el vaso A estuviese a 1ºC se congelaría antes que el B seguro. Pero si estuviese a 99ºC, seguramente se congelaría antes el vaso B. Pero estando a 40ºC, ¿Qué pasaría?"

    18 may 2008 14:33 Permlink
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  • 6 Avatar
    zark | 1 estrellas
    ↓

    yo tengo una solucion mas real, los vasos, si son de cristal como lo son casi todos, estallan, por lo que no se llegan a congelar.

    Curioso ante todo.

    19 may 2008 01:22 Permlink
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  • 7 Avatar
    tenguman | 1 estrellas
    ↓

    si aplicamos PV = rTn para el gas q esta dentro del congelador, como la temperatura es muy baja, manteniendo el volumen constante y n constante, se deduce q la presion tambien lo es, osea el agua herviria a menor temperatura q el punto de ebullicion (tal vez hasta el agua de 40°C pueda llegar a evaporarse), ahora despues de haber metido los vasos de agua (con lo anterior, el segundo vaso se evaporara mas tiempo por la diferencia de temperaturas, pero el primer vaso se empezara a congelar antes),

    tomandolo en un punto concreto, manteniendo constante el volumen, se supone q la temperatura del aire tiende a aumentar(para equilibrio de temperaturas), entonces manteniendo n constante la presion del aire tiende a aumentar, pasando el tiempo sera mas dificil evaporarse, llegando a cierto momento en q dejara de hacerlo x un motivo q habra llegado a una temperatura por debajo del punto de ebullicion dependiente de la presion del aire, pero no necesariamente llegara a congelarse, pero como la temperatura del congelador muy dificilmente llegue a subir por accion del vaso (por el contrario, seguira muy bajisima), entonces el punto anterior sera muy corto, despues de esto el agua comenzara a congelarse, ahora con esto, dependeria de la cantidad de agua contenida en los vasos, si seria muy pequeña, entonces se congelaria primero el vaso A, pero si la cantidad de agua es considerable, entonces seria el vaso B

    19 may 2008 04:28 Permlink
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  • 8 Avatar
    ska | 1 estrellas
    ↓

    yo tengo una mejor. si el congelador no esta enchufado, se vacia antes el de 100º

    27 may 2008 05:17 Permlink
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