Benötigen Sie einen „intelligenten“ Becher oder einen ziemlich gewöhnlichen oder wie schnell der Kaffee abkühlt?

Geräte kommen fest und unweigerlich in unser Leben. Manche finden sofort ihre Nische, manche brauchen Zeit. Und es gibt solche, die listige Vermarkter uns aufzwingen wollen. Kaffee ist eine der Säulen der IT. Es ist nicht verwunderlich, dass die Vermarktung über den Rahmen von Kaffeesorten und Kaffeemaschinentypen hinausging.

Hier zum Beispiel ein Artikel über einen Becher zur Aufrechterhaltung der Temperatur. Die Idee scheint gut zu sein: Stellen Sie die gewünschte Temperatur von Ihrem Smartphone aus ein und genießen Sie das Getränk für eine unbegrenzte Zeit (aber eigentlich für sich selbst ziemlich begrenzt). Aber der Satz hat mich erwischt

Es wird geschätzt, dass die Komforttemperatur nur 37 Sekunden dauert

Es ist zwar nicht klar, wer wie berechnet hat. Und auf den ersten Blick sieht es etwas unplausibel aus. Aber subjektiver Unglaube kann kein Argument sein. Lass es uns richtig machen.

Es gibt eine Überprüfung der verfügbaren Materialien und ihrer eigenen Maße.

Ein bisschen Theorie

Der Autor gibt eine "angenehme Temperatur" von 60-55º an. Im allgemeinen Fall ist dies das Problem für das Newtonsche Kühlgesetz:

Die Lösung hat die Form:

$$

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

wo $$$T_ {s}$- Umgebungstemperatur und $$$T_ {0}$Ist die Anfangstemperatur des Objekts, ist k der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient.

Die Abkühlrate jeweils:

$$

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

Somit ist die Abkühlrate direkt proportional zur Temperaturdifferenz zwischen dem Objekt und der Umgebung. Das heißt, die maximale Abkühlrate liegt unmittelbar nach dem Kochen (95 ° C, der Unterschied beträgt 70-75 ° C), und bei 60 ° C beträgt der Unterschied zur Umgebung nur 35-40 ° C. Nicht so sehr. Damit der Kaffee in 37 Sekunden auf 55 ° C abkühlt, sollte die Abkühlrate 8 ° C / min betragen.

Leider hängt k in dieser Formel vom Kreis selbst ab und kann nur empirisch berechnet werden. Eine Internetsuche liefert zwar eine Menge praktischer Arbeit zur Messung der Abkühlrate eines Bechers Wasser. Zum Beispiel Arbeiten, deren Zweck sehr eng ist, und hier ist das Ergebnis:



Das heißt, in einem gewöhnlichen Glas beträgt die Abkühlgeschwindigkeit 1,2 Grad pro Minute bei 60 ° C. Apropos 37 Sekunden, in denen sich das Wasser um 0,74 ° abkühlt - das ist reines Marketing-Marketing. Bei der vom Autor angegebenen „angenehmen Temperatur“ von 60-55 ° C beträgt die Abkühlzeit mehr als 4 Minuten.

Ein solches Ergebnis (1,2º / min) schien mir jedoch zu optimistisch. Deshalb habe ich mich entschlossen, meine alten Experimente aufzuheben, bei denen ich die Abkühlrate von Tee und Kaffee verglichen habe.

Messungen

Zur Messung der Temperatur wurde ein DS18B20-Sensor verwendet (der Hersteller gibt eine Genauigkeit von 0,5 ° im Bereich von -10 + 85 an, der Sensor ist im Statusregister der Messinstrumente enthalten) und ein USB-UART-Adapter am FT232 (jeder USB-UART ist geeignet).



Es gibt viele Programme, die mit 1-Draht über RS-232 arbeiten. Die meisten von ihnen akzeptieren virtuellen Com-Port. Ich habe mein Programm verwendet, weil ich zu diesem Zeitpunkt mehr als 2 Sensoren benötigte und kostenlose Programme oder Demos dies nicht zuließen.
Wir werden einen gewöhnlichen Keramikbecher mit einem anonymen Thermobecher vergleichen.


Tassen zum Testen

Wasser wird durch die Maßnahme gleichmäßig gegossen, obwohl die Kapazität des Thermomug größer ist.


Kühlplan.

Die Abkühlung wird von einem Punkt aus gezeigt, obwohl beim Gießen von Flüssigkeit die Anfangstemperatur für verschiedene Becher unterschiedlich war. Der Zielbereich für uns ist 60-55º. Die Abkühlzeit eines geschlossenen Thermobechers ab dem Zeitpunkt der Zubereitung des Getränks auf eine „angenehme“ Temperatur beträgt fast eine Stunde. Ohne Deckel - ca. 20 Minuten. Und hier würde sich der „kluge“ Becher als nützlich erweisen. Wenn zumindest einige seiner Eigenschaften gegeben wären. Und wenn es den Kaffee eine halbe Stunde lang abkühlt, warum wird es dann benötigt?


Kühlung von 60 auf 55º

Ergebnisse

Wärmeverluste eines Thermomug ohne Abdeckung von 9 W bei gleichen 60 º. Es ist wahrscheinlich, dass der erwähnte „intelligente Kreis“ die gleichen Wärmeverluste aufweist (da das Fehlen einer Abdeckung den Hauptbeitrag zu den Verlusten leistet). Und wenn der Akku im Becher weniger als 3 Wh • enthält (auch wenn er auf Null entladen ist), hält der Smart Cup nicht länger als 20 Minuten. Das heißt, nicht länger als ein geschlossener Thermobecher.

Schlussfolgerungen

1. In einem gewöhnlichen Keramikbecher kühlt der Kaffee in mehr als 6 ½ Minuten von 60º auf 55º ab, in einem Thermobecher - fast 17 Minuten.
2. Ein Thermobecher ohne Deckel hat praktisch keinen Vorteil gegenüber einem normalen.
3. Wie die Messungen zeigten, leistet der Deckel und nicht die Wände des Bechers den größten Beitrag.
4. Wie bereits in den Kommentaren zum Hauptartikel erwähnt, ist der beste Weg ein massiver Thermobecher, der das Getränk von 90-95º auf eine angenehme Temperatur abkühlt. Für die verfügbaren Materialien (Metall oder Keramik) ist die Masse zwar zu groß, um das Getränk auf genau 60 abzukühlen. In diesem Fall wäre ein mit Flüssigkeit gefüllter Becher eine interessante Option. Ein Getränk würde dem Wasser in den Wänden die richtige Wärmemenge geben, und dann hielt diese erhöhte Flüssigkeitsmasse die gewünschte Temperatur länger. Und wenn Sie es ermöglichen, Kühlmittel nachzufüllen, können Sie die gewünschte Temperatur einstellen.

Und wenn Sie Tee oder Kaffee mit Milch trinken, ist das Problem der anfänglichen Abkühlung bereits gelöst.

Wenn Sie also zusätzlich zu Ihrem Smartphone, Ihrer Smartwatch, Ihrem Kopfhörer und vielem mehr keinen Becher (!) Aufladen möchten, ist ein massiver Becher mit Deckel Ihre Option.