کتری برقی می‌تواند در چند دقیقه آب را از دمای اتاق به نقطه جوش برساند، اما اگر همان آب داغ را کنار بگذاریم، ممکن است مدت زیادی طول بکشد تا دوباره خنک شود. حتی گذاشتن آن در یخچال یا فریزر هم معمولاً به‌اندازه گرم‌کردنش سریع نیست.
دلایل فیزیکی تفاوت سرعت گرم‌کردن و سردکردن
هیچ قانون بنیادی در فیزیک وجود ندارد که بگوید آب همیشه باید کندتر از گرم شدن، سرد شود. سرعت این فرایند بیشتر به اختلاف دما و توان دستگاه بستگی دارد. وقتی المنت داغ کتری با آب نسبتاً سرد تماس پیدا می‌کند، اختلاف دمای زیادی میان منبع گرما و آب وجود دارد. اما وقتی آب را در یخچال قرار می‌دهیم، شرایط کاملاً متفاوت است.
بیشتر بخوانید: کاهش سرعت فلش مموری و راهکارهای افزایش عملکرد آن
دمای معمول اتاق حدود ۱۵ تا ۲۵ درجه سانتی‌گراد و دمای داخل یخچال معمولاً بین صفر تا ۵ درجه است. در مقابل، المنت کتری می‌تواند به دمایی بالاتر از ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد برسد. بنابراین، یکی از دلایل اصلی سریع‌تر بودن گرم‌کردن این است که ما به منابع گرمایی بسیار داغ دسترسی داریم، اما معمولاً منبع سرمایی با چنین اختلاف دمای بزرگی در اختیار نداریم.
نقش توان دستگاه‌ها در فرآیند سردکردن
کتری برقی معمولی ممکن است حدود ۱ تا ۲ کیلووات توان داشته باشد و در هر ثانیه مقدار زیادی انرژی را به آب منتقل کند. اما یخچال برای چنین کاری طراحی نشده است. وظیفه یخچال این است که گرما را به‌آرامی از فضای داخلی بگیرد و آن را به محیط بیرون منتقل کند. به همین دلیل مقایسه کتری با یخچال کمی شبیه مقایسه خودرو مسابقه‌ای با کامیون باربری است؛ هر دو حرکت می‌کنند، اما برای هدف‌های متفاوت ساخته شده‌اند.
طبق قانون سردشدن نیوتن، سرعت کاهش دمای جسم تقریباً به اختلاف دمای آن با محیط بستگی دارد. برای مثال، لیوان آبی با دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد در اتاقی با دمای ۲۰ درجه، حدود ۸۰ درجه اختلاف دما دارد. اگر آب را داخل فریزر قرار دهیم، اختلاف دما به ۱۲۰ درجه می‌رسد، اما در عمل سرعت سردشدن تنها حدود ۱.۵ برابر بیشتر می‌شود، نه چندین برابر.
ما آب را فعالانه گرم می‌کنیم، اما اغلب منفعلانه سرد می‌کنیم. زمانی که می‌خواهیم آب گرم شود، کار مشخصی انجام می‌دهیم: کتری را روشن می‌کنیم یا ظرف را روی اجاق می‌گذاریم. اما برای سردشدن، اغلب فقط آب را کنار می‌گذاریم و منتظر می‌مانیم. به همین دلیل فنجان چای در دقایق اول سریع‌تر خنک می‌شود، اما وقتی به دمای اتاق نزدیک می‌شود، روند سردشدن بسیار کندتر می‌شود.
در نهایت، برای تبدیل آب به یخ، حتی زمانی که به صفر درجه سانتی‌گراد می‌رسد، فرایند سردشدن تمام نمی‌شود. برای تبدیل آب صفر درجه به یخ صفر درجه، باید مقدار زیادی انرژی دیگر از آن خارج شود. این انرژی «گرمای نهان انجماد» نام دارد.
بیشتر بخوانید: تفاوت سامانه‌های گلاید هایپرسونیک و موشک‌های کروز هایپرسونیک · برداشت ۱۳ درصد از آب سدهای خراسان‌شمالی در نیمه نخست امسال
