Interesante pregunta. Nunca he sido testigo de esto, así que voy a asumir que lo que dices que observaste es correcto. Déjame intentar explicar tu observación. Primero, asumiré que la situación está ocurriendo en un laboratorio. Además, supondré que colocó un termómetro en el contenedor y tomó medidas periódicamente durante todo el proceso.
Cuando dices promedio, eso puede significar varias cosas:
1) Está utilizando varios termómetros en diferentes lugares de la taza. O,
2) Agitó la taza inmediatamente antes de tomar sus medidas. O,
3) Tienes un termómetro estacionario en la taza y asumes que es un promedio porque está en el centro.
Lo que quiero señalar es el uso del termómetro: inicialmente, cuando la taza se llena solo con cubos, se está midiendo la temperatura de los cubos, que debe estar muy cerca de la temperatura del congelador que puedan.
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A medida que el hielo comienza a derretirse, el termómetro se sumerge lentamente en el agua derretida. A medida que esto sucede, aumenta la superficie del hielo que toca el agua, lo que hace que la fusión se produzca más rápido. Si no está agitando la taza, y su fuente de calor es intensa, parte del agua podría haberse calentado temporalmente a 0 * C. A medida que se sumerge más hielo, la velocidad de fusión aumenta para cumplir con la velocidad de calor que se agrega a la taza. Esto reducirá la temperatura del agua en la taza. El centro de los cubos aún podría estar mucho más frío que el agua. Finalmente, a medida que los trozos de hielo comienzan a separarse, las corrientes de convección mantendrán la temperatura del agua más constante. La superficie de los cubos disminuye y la fuente de calor puede dominar una vez más la transferencia de calor entre el agua y los cubos.
Fue testigo de este resultado inesperado porque:
1) Está observando un estado transitorio, no un estado estable
2) El punto o puntos en los que estaba tomando mediciones no eran representativos del “promedio” de todo el volumen de la taza (supongo que no tenía termómetros incrustados en el centro de los cubos).
Si pudieras medir el promedio de las temperaturas en la taza, tus mediciones estarían mucho más cerca de las predicciones teóricas.
