هل تحتاج إلى كوب "ذكي" أو عادي إلى حد ما ، أو مدى سرعة تبريد القهوة

الأدوات تدخل حياتنا بحزم وحتمية. يجد البعض على الفور مكانه المناسب ، والبعض الآخر يستغرق بعض الوقت. وهناك من يحاول المسوقون الماكرون فرضها علينا. القهوة هي أحد أركان تكنولوجيا المعلومات. ليس من المستغرب أن التسويق تجاوز نطاق أنواع وأنواع ماكينات القهوة.

هنا ، على سبيل المثال ، مقال حول القدح للحفاظ على درجة الحرارة. تبدو الفكرة جيدة: ضبط درجة الحرارة المطلوبة من هاتفك الذكي ، والاستمتاع بالمشروب لفترة غير محدودة (ولكن في الواقع محدودة للغاية بالنسبة لك) ولكن العبارة اشتعلت

ويقدر أن درجة حرارة الراحة تستمر 37 ثانية فقط

صحيح أنه ليس من الواضح من الذي يحسب وكيف. وللوهلة الأولى يبدو الأمر غير معقول إلى حد ما. لكن الكفر الذاتي لا يمكن أن يكون حجة. دعنا نحصل على حق.

هناك مراجعة للمواد المتاحة والقياسات الخاصة بها.

جزء من النظرية

يشير المؤلف إلى "درجة حرارة مريحة" 60-55 درجة مئوية. في الحالة العامة ، هذه هي مشكلة قانون تبريد نيوتن:

الحل له الشكل:

$$

$$T (t) = T_ {0} + (T_ {s} - T_ {0}) e ^ {- kt} ؛$$

أين $$$T_ {s}$- درجة الحرارة المحيطة $$$T_ {0}$هي درجة الحرارة الأولية للجسم ، ك هو معامل التوصيل الحراري.

معدل التبريد ، على التوالي:

$$

$$\ frac {dT} {dt} = k (T_ {s} - T_ {0}) ؛$$

وبالتالي ، فإن معدل التبريد يتناسب طرديا مع الاختلاف في درجة الحرارة بين الجسم والبيئة. أي أن الحد الأقصى لمعدل التبريد سيكون مباشرة بعد الطهي (95 درجة مئوية ، والفرق هو 70-75 درجة مئوية) وعند 60 درجة مئوية يكون الفرق مع البيئة 35-40 درجة مئوية فقط. ليس كثيرا. وحتى تبرد القهوة إلى 55 درجة في 37 ثانية ، يجب أن يكون معدل التبريد 8 درجة مئوية / دقيقة.

لسوء الحظ ، تعتمد k في هذه الصيغة على الدائرة نفسها ، ولا يمكن حسابها إلا تجريبيًا. صحيح أن البحث على الإنترنت ينتج عنه الكثير من العمل العملي لقياس معدل التبريد في كوب من الماء. على سبيل المثال ، عمل قريب جدًا من حيث الغرض ، وهنا نتائجه:



أي في الزجاج العادي ، يبلغ معدل التبريد 1.2 درجة في الدقيقة عند 60 درجة مئوية. إذا تحدثنا عن 37 ثانية ، حيث يبرد الماء بمقدار 0.74 درجة مئوية - وهذا تسويق تسويقي خالص. مع "درجة الحرارة المريحة" التي أعلن عنها المؤلف من 60-55 درجة مئوية ، فإن وقت التبريد سيكون أكثر من 4 دقائق.

لكن مثل هذه النتيجة (1.2 درجة مئوية / دقيقة) بدت متفائلة للغاية بالنسبة لي. لذلك ، قررت رفع تجربتي القديمة ، حيث قارنت معدل التبريد للشاي والقهوة.

القياسات

لقياس درجة الحرارة ، تم استخدام مستشعر DS18B20 (تشير الشركة المصنعة إلى دقة 0.5 درجة في نطاق -10 + 85 ، وتم تضمين المستشعر في سجل الدولة لأدوات القياس) ومحول USB-UART على FT232 (أي USB-UART مناسب).



هناك العديد من البرامج التي تعمل مع سلك واحد عبر RS-232. يقبل معظمهم منفذًا افتراضيًا. لقد استخدمت برنامجي ، لأنني في ذلك الوقت احتجت إلى أكثر من مستشعرين ، ولم تسمح البرامج المجانية أو العروض التوضيحية بذلك.
سنقوم بمقارنة كوب سيراميك عادي وكوب حراري مجهول.


أكواب للاختبار

يتم سكب الماء بالتساوي بالمقياس ، على الرغم من أن سعة جهاز التسخين الحراري أكبر.


جدول التبريد.

يظهر التبريد من نقطة واحدة ، على الرغم من أنه عند صب السائل ، كانت درجة الحرارة الأولية مختلفة بالنسبة للأكواب المختلفة. النطاق المستهدف بالنسبة لنا هو 60-55 درجة مئوية. وقت التبريد لقدح حراري مغلق من لحظة تحضير الشراب لدرجة حرارة "مريحة" حوالي ساعة. بدون غطاء - حوالي 20 دقيقة. وهنا يأتي الكوب "الذكي" في متناول اليدين. إذا أعطيت بعض خصائصها على الأقل. ثم ، إذا كان يبرد القهوة في نفس نصف الساعة ، فلماذا هو ضروري؟


التبريد من 60 إلى 55 درجة مئوية

النتائج

فقد الحرارة من جهاز حراري بدون غطاء 9 وات في نفس 60 درجة مئوية. من المرجح أن "الدائرة الذكية" المذكورة لها نفس الخسائر الحرارية (حيث أن غياب الغطاء يجعل المساهمة الرئيسية في الخسائر). وإذا كانت البطارية في الكأس أقل من 3 واط • (حتى عند التفريغ إلى الصفر) ، فلن يستمر الكأس الذكي أكثر من 20 دقيقة. أي أنه لم يعد من قدح حراري مغلق.

الاستنتاجات

1. في كوب سيراميك عادي ، تبرد القهوة من 60 درجة مئوية إلى 55 درجة مئوية في أكثر من 6 دقائق ونصف ، في كوب حراري - ما يقرب من 17 دقيقة.
2. الكوب الحراري بدون غطاء ليس له أي ميزة عمليا على الكوب العادي.
3. كما أظهرت القياسات ، فإن الغطاء ، وليس جدران الكوب ، يقدم أكبر مساهمة.
4. كما سبق ذكره في التعليقات على المقال الرئيسي ، فإن أفضل طريقة هي كوب حراري ضخم ، يبرد الشراب من 90-95 درجة مئوية إلى درجة حرارة مريحة. صحيح ، بالنسبة للمواد المتاحة (المعدن أو السيراميك) ، ستكون الكتلة كبيرة جدًا لتبريد المشروب إلى 60 بالضبط. في هذه الحالة ، قد يكون القدح المملوء بالسائل خيارًا مثيرًا للاهتمام. سيعطي الشراب المقدار الصحيح من الحرارة للماء في الجدران ، ومن ثم حافظت هذه الكتلة الزائدة من السائل على درجة الحرارة المطلوبة لفترة أطول. وإذا جعلت من الممكن إضافة المبرد ، يمكنك ضبط درجة الحرارة المطلوبة.

وإذا كنت تشرب الشاي أو القهوة مع الحليب ، فقد تم بالفعل حل مشكلة التبريد الأولي.

لذا ، إذا كنت لا ترغب في شحن كوب (!) ، بالإضافة إلى هاتفك الذكي وساعتك الذكية وسماعة الرأس والمزيد ، فإن الكوب الضخم بغطاء هو خيارك.