Wenn ich ins Gefrierfach Wasser mit 90°C und Wasser mit 1°C stelle, dann wird nach einer Weile das Wasser mit 90°C zu Wasser mit 1°C und man hat im Grunde genommen den 2. Fall.
Allerdings hat das Wasser mit ursprünglich 1°C da schon einen zeitlichen Vorsprung beim Abkühlen. Wie soll der eingeholt werden?
Gar nicht. Laut
Weather.com darf die kältere Flüssigkeit nicht zu nah am Nullpunkt sein, weil der zeitliche Vorsprung sonst eben nicht mehr aufholbar ist. Aber: die heiße Flüssigkeit scheint sich tatsächlich bei einer bestimmten Temperatur anders zu verhalten. Nämlich sinken beide bis auf 3°C ab und verharren dort eine Weile, die ursprünglich heißere Flüssigkeit sinkt dann aber schneller weiter ab.
Laut der oben genannten Quelle ist die wahrscheinlichste Ursache Konvektion. Die heiße Flüssigkeit kühlt an der Oberfläche zuerst ab, dadurch entsteht ein Dichteunterschied zur wärmeren Flüssigkeit weiter innen, welche dadurch nach außen drängt. Durch diese Zirkulation wird der Wärmeaustausch beschleunigt, und anscheinend hält die Zirkulation dann bis zum Nullpunkt an.
Ich hatte in Physik immer eine 5, aber ich stelle mir das wie eine Meeresströmung vor, die von innen nach außen geht. Dass das dann schneller die Wärme an die Außenluft überträgt finde ich einleuchtend, denn eine Wasserkühlung in einem Computer oder Auto ist ja auch erst durch die Zirkulation effektiv.
