Avez-vous besoin d'une tasse «intelligente» ou d'une tasse assez ordinaire, ou à quelle vitesse le café refroidit

Les gadgets entrent fermement et inévitablement dans nos vies. Certains trouvent immédiatement leur créneau, certains prennent du temps. Et il y a ceux que les spécialistes du marketing astucieux essaient de nous imposer. Le café est l'un des piliers de l'informatique. Il n'est pas surprenant que la commercialisation ait dépassé le cadre des variétés et des types de machines à café.

Voici, par exemple, un article sur une tasse pour maintenir la température. L'idée semble être une bonne idée: réglez la température souhaitée à partir de votre smartphone et profitez de la boisson pendant une durée illimitée (mais en fait assez limitée pour vous-même) Mais la phrase m'a attrapé

on estime que la température de confort ne dure que 37 secondes

Certes, il n'est pas clair qui a calculé et comment. Et à première vue, cela semble quelque peu invraisemblable. Mais l'incrédulité subjective ne peut pas être un argument. Faisons les choses correctement.

Il y a un examen des matériaux disponibles et de leurs propres mesures.

Un peu de théorie

L'auteur indique une "température confortable" 60-55º. Dans le cas général, c'est le problème de la loi de refroidissement de Newton:

La solution a la forme:

$$

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

où $$$T_ {s}$- température ambiante, et $$$T_ {0}$Est la température initiale de l'objet, k est le coefficient de conductivité thermique.

Le taux de refroidissement, respectivement:

$$

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

Ainsi, la vitesse de refroidissement est directement proportionnelle à la différence de température entre l'objet et l'environnement. Autrement dit, la vitesse de refroidissement maximale sera immédiatement après la cuisson (95 ° C, la différence est de 70 à 75 ° C) et à 60 ° C, la différence avec l'environnement ne sera que de 35 à 40 ° C. Pas tellement. Et pour que le café refroidisse à 55º en 37 secondes, la vitesse de refroidissement devrait être de 8º / min.

Malheureusement, k dans cette formule dépend du cercle lui-même et ne peut être calculé qu'empiriquement. Certes, une recherche sur Internet donne beaucoup de travaux pratiques sur la mesure de la vitesse de refroidissement d'une tasse d'eau. Par exemple, un travail dont le but est très proche, et voici son résultat:



Autrement dit, dans un verre ordinaire, la vitesse de refroidissement est de 1,2 degrés par minute à 60 ° C. Donc, en parlant de 37 secondes, pendant lesquelles l'eau refroidira de 0,74º - c'est du marketing marketing pur. Avec la «température confortable» déclarée par l'auteur de 60-55º, le temps de refroidissement sera supérieur à 4 minutes.

Mais un tel résultat (1,2º / min) m'a paru trop optimiste. Par conséquent, j'ai décidé d'élever mes anciennes expériences, où j'ai comparé la vitesse de refroidissement du thé et du café.

Mesures

Pour mesurer la température, un capteur DS18B20 a été utilisé (le fabricant indique une précision de 0,5 ° dans la plage de -10 + 85, le capteur a été inclus dans le registre national des instruments de mesure) et un adaptateur USB-UART sur le FT232 (tout USB-UART convient).



Il existe de nombreux programmes qui fonctionnent avec 1 fil via RS-232. La plupart d'entre eux acceptent le port de communication virtuel. J'ai utilisé mon programme, car à cette époque j'avais besoin de plus de 2 capteurs, et les programmes gratuits ou les démos ne le permettaient pas.
Nous comparerons une tasse en céramique ordinaire et une tasse thermo anonyme.


Tasses pour tester

L'eau est versée également par la mesure, bien que la capacité de la thermomug soit plus grande.


Plan de refroidissement.

Le refroidissement est montré à partir d'un point, bien que lors du versement de liquide, la température initiale était différente pour différentes tasses. La plage cible pour nous est de 60-55º. Le temps de refroidissement d'une tasse thermos fermée à partir du moment où la boisson est préparée jusqu'à une température «confortable» est de près d'une heure. Sans couvercle - environ 20 minutes. Et ici, la tasse «intelligente» serait utile. Si au moins certaines de ses caractéristiques ont été données. Et puis, s'il refroidit le café la même demi-heure, pourquoi est-il nécessaire?


Refroidissement de 60 à 55º

Résultats

Les pertes de chaleur d'une thermomug sans couvercle de 9 W au même 60 º. Il est probable que le «cercle intelligent» mentionné ait les mêmes pertes de chaleur (car l'absence de couverture constitue la principale contribution aux pertes). Et si la batterie de la tasse est inférieure à 3 Wh • (même lorsqu'elle est déchargée à zéro), la smart cup ne durera pas plus de 20 minutes. Autrement dit, pas plus qu'une tasse thermo fermée.

Conclusions

1. Dans une tasse en céramique ordinaire, le café refroidit de 60 ° C à 55 ° C en plus de 6 minutes et demie, dans une tasse thermo - presque 17 minutes.
2. Une tasse thermo sans couvercle n'a pratiquement aucun avantage sur une tasse ordinaire.
3. Comme les mesures l'ont montré, c'est le couvercle et non les parois de la tasse qui apporte la plus grande contribution.
4. Comme déjà mentionné dans les commentaires de l'article principal, le meilleur moyen est un thermo-mug massif, qui refroidit la boisson de 90 à 95 ° C à une température confortable. Certes, pour les matériaux disponibles (métal ou céramique), la masse sera trop grande pour refroidir la boisson à exactement 60. Dans ce cas, une tasse remplie de liquide serait une option intéressante. Une boisson donnerait la bonne quantité de chaleur à l'eau dans les murs, puis cette masse accrue de liquide maintenait la température souhaitée plus longtemps. Et si vous permettez d'ajouter du liquide de refroidissement, vous pouvez régler la température souhaitée.

Et si vous buvez du thé ou du café avec du lait, le problème du refroidissement initial a déjà été résolu.

Donc, si, en plus de votre smartphone, de votre montre intelligente, de vos écouteurs et plus encore, vous ne voulez pas charger une tasse (!), Alors une tasse massive avec un couvercle est votre option.