Когда окажется, что какая из двух опций быстрее охладит кастрюлю с горячей водой до краев: если кастрюлю поставят

Для того чтобы определить, какая из двух опций быстрее охладит кастрюлю с горячей водой до краев, нам необходимо понять, как происходит передача тепла в каждом из случаев.

Когда кастрюлю поставляют на лед, происходит процесс передачи тепла через контакт. Лед поглощает тепло от горячей кастрюли, тем самым охлаждая ее. При этом, чтобы плавить лед, необходимо затратить определенное количество энергии. Тепло отделяется от кастрюли и передается в лед. Этот процесс называется плавлением.

Когда на крышку кастрюли помещается кусочек льда, также происходит передача тепла, однако в данном случае тепло передается не через контакт, а с помощью конвекции. Пары, образующиеся при нагреве воды, поднимаются вверх и воздействуют на кусочек льда. Лед плавится, поглощая тепло и охлаждая при этом воду в кастрюле.

Сравним эти два процесса.

В случае, когда кастрюля поставлена на лед, передача тепла происходит только через контакт, что может замедлить охлаждение. В данном случае эффективность охлаждения будет зависеть от площади контакта между ледяной поверхностью и дном кастрюли.

В случае, когда на крышку кастрюли помещается кусочек льда, передача тепла происходит более эффективно, благодаря конвекции. Вода, находящаяся в кастрюле, нагревается паром и охлаждается быстрее.

На практике для охлаждения кастрюли до краев более эффективным способом будет помещение кусочка льда на крышку кастрюли, так как в данном случае происходит более эффективная передача тепла.