Hypothese

Idealerweise sollten Eis und Wasser bei null Grad Celsius ein Gleichgewicht erreichen. Aber dieses Gleichgewicht kann, basierend auf dem genauen Setup, lange dauern.

Wenn Sie sich eine typische Konfiguration von Ihnen ansehen, schwimmt das Eis oben im Behälter und unten befindet sich Wasser (aber kein Eis). Wasser ist am dichtesten bei$\sim 4$Grad Celsius, und dieses Wasser sinkt auf den Boden des Behälters. Das Wasser an der Spitze ist in Kontakt mit dem Eis und muss daher nahe null Grad Celsius sein oder kühler werden.

Ich stelle mir also eine Situation vor, in der wir Eis und kaltes Wasser oben haben, nahe der Oberfläche (die im Gleichgewicht mit der Atmosphäre sein muss, aber lassen Sie uns das vorerst vernachlässigen). Es gibt auch kaltes Wasser am Boden des Gefäßes (bei 4 Grad Celsius oder kühler), mit einem Temperaturgradienten, der nach oben führt. Das tatsächliche Temperaturprofil hängt von allen Arten von Nichtgleichgewichtsphysiken ab, die mit der Form/Größe/Leitfähigkeit des Behälters, der Größe der Eiswürfel usw. zu tun haben.

Ich vermute, dass Sie, da Sie das Thermometer eine beträchtliche Tiefe in den Behälter getaucht hätten (möglicherweise nahe am Boden), die Temperatur näher an 4 Grad Celsius als an null Celsius messen.

Prüfen

Wenn meine Hypothese richtig ist, sollten Sie durch Rühren des Inhalts des Behälters Konvektionsströme aufbauen können, die den Inhalt gleichmäßiger kühlen. Du solltest darauf achten, den Behälter nicht zu stark zu rühren, denn das würde den Inhalt erhitzen. Ich denke, sanftes Rühren sollte ausreichen, ohne viel Wärme in das System einzubringen, zumindest auf der Genauigkeitsebene Ihrer Messungen.

Die Kalibrierung der digitalen Geräte driftet.

Als wir einige Temperatursonden für ein Neutrino-Experiment kalibrierten, verwendeten wir ein Eisbad aus deionisiertem Wasser. Die vier Labor-Digitalthermometer, die wir gefunden haben (alle behaupten zwischen$\pm 0.05$--$0.25\,^\circ \mathrm{C}$Genauigkeit) dazwischen gelesen$-0.5$und$+1.8\,^\circ\mathrm{C}$. Offensichtlich waren einige weit außerhalb ihrer behaupteten Unsicherheit.

Wir gingen dann ins Chemielager und kauften ein frisch kalibriertes Gerät, das abgelesen werden konnte$0.05 \,^\circ\mathrm{C}$.

Ein antikes 18-Zoll-Quecksilber-Expansionsinstrument, das wir am nächsten Tag lesen konnten$32.00 \pm 0.05 \,^\circ\mathrm{F}$. Es gibt etwas für die alten Wege zu sagen.

Eine Lektion hier ist, dass man auf die Vertrauenswürdigkeit von Instrumenten im Laufe der Zeit achten muss.