🧑🏼‍🤝‍🧑🏻 ☦️ 🐺 مشروع "زجاج". كفاءة في استخدام الطاقة الشاي / أكواب القهوة 👨🏿‍💻 👊🏿 👩🏾‍🔧

عام 2020. يبدو أن 12 مارس. مختبر سري للغاية لمعهد أبحاث الحرارة والبرودة (NIITiHo). في مكان ما في الضواحي.

- أيها الرفاق! - رفع رئيس المختبر قبضته منتصرا إلى السقف ونظر بحماس إلى المهندسين الذين استيقظوا مؤخرا ومساعدي المختبر.

تم حفر قاعة التجميع المملوءة جزئيًا والمعطلة في المعهد ببطء.

"جمعتكم هذا الصباح لإعلان مهم جدا." أولاً ، يجب أن تكون المسافة بينك في العمل على الأقل! أكرر ، ليس أقل! متر واحد. كيف ستضمن ذلك - أعتقد أنك مهندس.

ذهب الفكر إلى الجماهير ، مما تسبب في ضحك طفيف واستنكار خجول.

- شيء اخر. تحتاج البلاد إلى اختبار أكواب يمكن التخلص منها ، لأن هذه هي الطريقة الأكثر صحية لاستهلاك المشروبات عالية الجودة مثل القهوة والشاي ~~والفودكا~~ المشربة وغيرها. حاليا هناك صراع معك تعرف ما هو الفيروس واستخدام العناصر التي يمكن التخلص منها هو عنصر مهم للحماية ضد الفيروسات و ... اه ... الأمراض الأخرى. بمجرد الانتهاء من الجزء التجريبي من الدراسة ، يمكن معالجة النتائج عن بعد في المنزل. اذهب!

توصل المهندسون إلى محاولة الحفاظ على مسافة 1 م ، وهي تشبه إلى حد كبير حركة جزيئات الغاز في وعاء مغلق. حاول الأشخاص الأكثر مسؤولية الحفاظ على المسافة اللازمة ودفعوا أولئك الذين صعدوا إلى نطاق العدادات. أولئك الذين لم يهتموا (لا يهتمون) سخروا بعناد من زملائهم وحاولوا الخروج من هذا الجحيم من خلال أبواب المدخل الرئيسي. دفع زوج من المساعدين المختبرين ، وهم يصرخون بمرح ، أولئك الذين حاولوا الإبقاء على مسافة. لم يتمكن الكثير من الخروج من هذه الفوضى. وآخرها وقف ضعيفاً ونظر بحزن إلى ما كان يحدث. كان يعرف عن باب آخر أدى إلى الممر المجاور ، ولكن ، من خلال فرصة محظوظة ، كان بالقرب من المدخل الرئيسي. اقترب آخر ثلاثة موظفين من الجمهور من العشاء.

المقدمة

لذلك ، لا يستطيع الكثير منا العيش يومًا (خاصة في فصل الخريف والشتاء والربيع) دون الحاجة إلى شرب كوب من القهوة أو الشاي ، ولكن القليل منها. خاصة عندما نكون في العمل ولا يوجد وقت لتناول الطعام - الشاي / القهوة يساعد حقًا ، ولكن في نفس الوقت يسخن ويزيد من مستوى الحيوية. في معظم الأحيان ، يتم استخدام أكواب يمكن التخلص منها ، وأكواب حرارية (شيء موفر للطاقة!) والعديد من أكواب / أكواب قابلة لإعادة الاستخدام لهذا الغرض. ولكن في أي مرحلة يكون من الأفضل شرب هذه المشروبات وعدم حرقها؟ وكيف تحافظ على درجة الحرارة المثالية للشرب لفترة أطول؟ حاولنا الإجابة على هذه الأسئلة في دراستنا. اليوم سنحاول قوة أكواب المتاح.

إليك بعض الحقائق عنها:

2- .. 100 ( ). , , ;
– . , . 20- .

( ). , . , / / ( ). «». ( , ).

عندما يسكب الشاي / القهوة في كوب ، لا يزال من المستحيل شربه. لقد تطور شخص ما بطريقة يعرفه بالفعل كيف يفعل ذلك ، لكنه لا يزال غير قادر على شرب الحجم الرئيسي للكوب عند درجة حرارة السائل هذه ، لأنك يمكن أن تتعرض للحرق الشديد. بالنسبة لمعظم الناس ، عليك الانتظار لمدة N دقيقة لبدء شرب هذا المشروب. غالبًا ما لا تعرف لنا قيمة الوقت N إلا تجريبيًا ، أي على أساس حروق اللسان والفم والحلق التي تم الحصول عليها سابقًا. في هذه الحالة ، تتغير شروط ملء محتويات الكؤوس ونقلها واستهلاكها في كل مرة ، مما يعني أن درجة حرارة السائل داخل الكوب تتغير أيضًا.

عند الوصول إلى درجة حرارة حدية معينة T _xيمكن بالفعل شرب الشاي / القهوة بلطف في رشفات صغيرة ، حتى لا تحرق نفسك. لكن درجة الحرارة هذه تنخفض بسرعة بشكل غير لائق (إذا استخدمنا فجأة كوبًا حراريًا ، فسيكون لدينا المزيد من الوقت) ونظل مع نصف كوب فارغ (ممتلئ) من مشروب دافئ بالكاد بالفعل (قد يعجب شخص ما بهذا الخيار).

مهام حل المشكلة

1. وصف مسار حياة الشاي / القهوة في فنجان (مهمة فلسفية).

2. حدد درجة الحرارة (نطاق درجة الحرارة) التي يمكن عندها شرب الشاي / القهوة بالفعل ( T _x ) ولا يمكن شربها بعد الآن ( T _y ).

نعم ، لكل منها حدود درجة الحرارة الخاصة به

[ / . – , ]

3. اختبار أنواع مختلفة من الكؤوس الشعبية المتاح ووقت تبريد المشروبات الساخنة فيها. قم بعمل تقييم لكفاءة الطاقة الخاصة بهم. احسب الوقت المستغرق للوصول إلى T _x و T _y .

4. كيف تقلل من زمن N لدرجة حرارة الانتظار T _x ؟

5. كيف تحافظ على درجة الحرارة (الطاقة الحرارية) في المدى T _x –T _y لأطول فترة ممكنة؟

دعونا نحاول أن نتخيل مسار حياة مشروب ساخن في كأس. تكون النتيجة تقريبًا ما يلي:

A ، إذا بالنقاط:

1. إعداد المكونات والأواني اللازمة. غالبا ما يتم استخدام المياه عند نقطة الغليان أو على مقربة منه (100 ^{. النشاط} مئوية - نعتبر درجة الحرارة الأولية من الماء). [والقهوة المصنوعة من آلة القهوة لديها درجة حرارة أقل في معظم الأحيان! تقريبا. علمي كبير A. Kurbatov]

2. في عملية صب السائل في الزجاج ، تنخفض درجة حرارته. صحيح ، لا يكفي للشرب على الفور. وذلك لأن درجة حرارة الكوب قريبة من درجة حرارة الهواء في الغرفة وعند صب السائل الساخن فيها ، يتم امتصاص جزء من الحرارة بواسطة جدران الكأس نفسها. بالإضافة تحدث أثناء صب فقدان الحرارة للبيئة (درجة الحرارة 92-82 المشروبات ^من C).

3. يبرد السائل. يعمل التبخر والإشعاع الحراري والحمل الحراري على ذلك. التبخر من فوق الزجاج (إذا لم يكن هناك غطاء) ، الحمل الحراري من فوق وعلى الجدران الجانبية ، الإشعاع الحراري في جميع الاتجاهات. في هذه المرحلة ، هناك: إضافة مكونات إضافية: السكر ، الحليب ، الماء ، إلخ ، الخلط ، محاولات الشرب. في مكان ما هنا T _x و N (انخفاض حجم صغير ، تنخفض درجة الحرارة إلى 75-65 ^على C).

4. في النهاية يتم شرب الشراب الناتج بنشاط. انخفاض كبير في كمية بقايا تبريد التسارع (بافتراض انخفاض درجة الحرارة إلى حوالي 40 ^إلى C).

5. إذا بقي أي شيء في الكأس ، تكون درجة الحرارة متساوية الحجم المتبقي من السائل عند درجة الحرارة المحيطة (~ 20 ^من G).

ابحث عن درجات الحرارة المطلوبة

من أجل تحديد أكثر دقة لدرجة حرارة استهلاك المشروبات ، نقسم عملية الشرب إلى مرحلتين. أولاً ، خذ رشفة من مشروبك (في رشفات صغيرة حتى لا يحرق المشروب أي شيء ، وتمكن من التبريد أثناء عملية إخراجه من الزجاج). ثانيًا ، اشرب في رشفات دون خوف من الحرق.

تم العاملين في معهد البحوث ~~مدفوعة~~ إلى غرفة الطعام لدراسة صغيرة. وفقًا للنتائج واستخدام الطريقة الإحصائية ، تم تحديد Stelya أنه عند 73-72 ^من C يمكن أن يحاول شربات أو احتساء مشروب ، وفي نطاق من 67 إلى 60 ^على C يمكن أن يشرب بالفعل (تنبيه ، يعتمد ذلك على الخصائص الفردية لكل شخص) . وفقًا للإحصاءات التي أجريت ، فإن الدراسة المصغرة هي درجة الحرارة المثالية لشرب ماكينة صنع القهوة / الشاي بأمان ، وكانت في نطاق 63-60 ^على S.

اختبار كفاءة الطاقة في الكأس

نعم ، سوف تتدفق أنهار الماء والشاي والقهوة في أكواب يمكن التخلص منها!

للدراسة ، تم اختيار 4 أنواع شائعة من الكؤوس المتاح. وخلال القياسات ، تم استخدام جهاز تصوير حراري ، موازين حرارة التلامس وساعة توقيت.

نموذج # 1

95٪ ورق. يحتوي على تصفيح داخلي - مغطى بغشاء رقيق من الداخل ، والذي يحمي من تسرب السوائل. الجدران عبارة عن ورق بطبقتين وورق مقوى بينهما طبقة رقيقة من الهواء. في كثير من الأحيان انسداد الوشم. حجم السائل المرفق هو 400 مل. أكثر العينات مقاومة للحرارة (مدروسة). علاقة صعبة مع ملكة جمال البيئة. زعيم العصابة. يمكن العثور عليه في جميع أنحاء العالم في أي نقطة بيع تقريبًا من القهوة / الشاي.

نموذج # 2

جميع البلاستيك. والفرق الرئيسي عن الباقي هو قناع قصير على الرأس (مقبض على الجانب في الأعلى). الخارج بني ، لكن الداخل رمادي. حجم السائل المرفق هو 200 مل. الأدنى ، ولكن الأوسع في المقطع العرضي - على شكل برميل. التسكع في المكاتب وفي المعارض والتجمعات لعدد كبير من الناس.

نموذج # 3

الأخ الأصغر رقم 1. الأصغر في العصابة (بالحجم = 170 مل). الحماية الحرارية ضئيلة ، والجدار في طبقة واحدة. يوجد نفس الفيلم البلاستيكي في الداخل. يريد أن يكون مثل الأخ الأكبر ، ولكن حتى الآن لا يعمل. عادة ما تعمل في ماكينات بيع القهوة. سرا في حب مدام اسبرسو.

نموذج # 4

صديقك القديم الجيد. يعمل على الثقة التاريخية. البلاستيك من الكلمة على الإطلاق. طويل القامة ، وسيم ، فخور. إنه لا يحب الماء الساخن ، يمكنه أن يتجهم ، لكنه يعاني من العادة القديمة. المواقع المحتملة هي المطاعم القديمة ومحطات القطار ومحطات الحافلات في الأماكن القديمة حيث يكون الناس في عجلة من أمرهم. يوجد أيضًا في المبردات في المدارس والمكاتب والمستشفيات.

ابحاث

لإنشاء عينة تمثيلية ، تم أخذ عدة أكواب من كل نوع. للاختبار ، تم التخطيط لصب الماء المغلي (الماء الساخن) أو الشاي (أو الشراب مباشرة عليهم بمساعدة الأكياس - الظروف الميدانية) والقهوة (من آلة القهوة). سرق شخص ما قهوة من آلة قهوة قبل التجارب مباشرة (قهوة جيدة ، يجب أن أقول) واضطر للاختبار فقط مع الشاي والماء المغلي. لاختبار أكياس الشاي تم الاستيلاء عليها ، والتي تراكمت بكميات كبيرة في المصدر ، والتي طلبت منه عدم الاتصال.
تم حساب القيم التي تم الحصول عليها لكل نوع من أنواع الكوب (كما اتضح أن إضافة كيس شاي إلى فنجان لا يؤثر عمليًا على السرعة ووقت التبريد).

كانت الدراسة الأولى تبريد السائل الساخن لجميع أنواع الكؤوس الأربعة في الحياة البرية في غياب القبعات.

إذا كان هدفك هو شرب الشاي / القهوة في أسرع وقت ممكن ، فإن رقم 3 مناسب لك . 5-7 دقائق فقط ويمكنك أن تشرب. في نفس الوقت لم يكن لديهم أغطية، لذلك سوف تضطر إلى شرب بسرعة، أو حتى بعد 5 دقائق، وسوف تكون درجة الحرارة أقل من 60 ^في C (لمدة 12 دقيقة، فإن درجة الحرارة تنخفض من 86 ^إلى 60 ^ل C). سريع ، لكنه موفر للطاقة ومستقر في المركز الرابع في الدراسة. تكافح

النظارات رقم 2 و 4 باستمرار للحصول على المركز الثاني ، بينما لا تتقدم على العينة رقم 3 . النتيجة هي 6 + 8 = 14 (دقيقة). إنها متطابقة تقريبًا في الحجم ، ولكن في نفس الوقترقم 4 من الصعب الاحتفاظ به مع القهوة الساخنة الشاي ، و # 2 لديه ، وإن لم يكن مناسبًا جدًا ، ولكن مقبضًا لاحتساء كوب ساخن. هناك أيضًا رأي مفاده أن # 4 لا يتفاعل جيدًا مع السوائل الساخنة ، مثل في درجات الحرارة المرتفعة ، يمكن إطلاق مجموعة متنوعة من المواد غير السارة للجسم والبيئة من هذا النوع من البلاستيك.

السوائل الساخنة في الكأس رقم 1تبرد لفترة أطول من أي شخص آخر. في الدقيقة الثامنة تقريبًا ، يمكنك محاولة الشرب ، وفي الدقيقة الثانية عشرة يمكنك بالفعل شرب أكثر جرأة. وبعد 20 دقيقة ، ستبرد محتويات الكأس أكثر من اللازم. بطبيعة الحال ، إذا كنت تشرب الشاي والقهوة ، على سبيل المثال ، من الدقيقة 12 ، حتى 20 دقيقة ، إما أنك لن تتركها في الزجاج ، أو سيبرد السائل أكثر وستكون درجة حرارته أقل بكثير من 60 درجة مئوية. في الوقت الحالي ، حامل الرقم القياسي يصل إلى 60 ^درجة مئوية في 20 دقيقة.

ونتيجة لذلك، وحصلنا على مثل هذا التصنيف كفاءة الطاقة للأكواب يمكن التخلص منها مع الوقت التبريد لمدة تصل إلى 60 ^° C. الكؤوس # 2 ، # 3 و رقم 4 يكون نجم واحد [*]. في المرتبة رقم 1 نجمتان [**]:

و # 1 لديه واحد زائد كبير - هذه هي القبعات التي تحمل الطاقة الحرارية داخل الكأس وتزيل التبخر بشكل كامل تقريبًا من عمليات فقدان الحرارة (هذه القبعات غالبًا ما تكون بلاستيكية ، وهي بالأحرى ناقص من وجهة نظر Miss Ecology). حول يغطي - مزيد من.

اختبارات الغطاء

عقدت ثلاثة قياسات مرحلة لدراسة تأثير على غطاء في كوب الشراب المتاح

# + 1 : ارتداء غطاء 67 عندما درجة حرارة ^من S. منخفضة القهوة الشاي في كوب # 1 مع غطاء خفضت 67-60 درجة لمدة 14 دقيقة. زيادة كبيرة في الوقت بالنسبة لكوب مماثل بدون غطاء (كانت هناك 8 دقائق). تقييم كفاءة - [***]

# 1 ++ : تم تجهيز غطاء عندما وصلت درجة الحرارة 72 ^حول C. يتم تخفيض درجة الحرارة 72-60 درجة لمدة 25 دقيقة (بدون غطاء كان 12 دقيقة). تصنيف كفاءة الطاقة - [***]

# 1 +++: يوضع الغطاء مباشرة بعد سكب الشراب في كأس. حتى 60 درجة في 44.5 دقيقة ... vzhzhzhzhzhuh ... (مقابل 20 دقيقة في الكأس رقم 1 بدون غطاء). والنتيجة هي على حدود 4 و 5 نجوم وفقًا لتصنيف كفاءة الطاقة لدينا. تصنيف كفاءة الطاقة - [****]

الموجودات

كنت تريد القهوة أو الشاي ، وتذهب إلى أحد أقرب الأماكن حيث يمكنك شرائه. هناك ، جنبًا إلى جنب مع مشروب ساخن ، يبيعون لك كأسًا يمكن التخلص منه من أحد الأنواع (غالبًا ما يكون هذا هو رقم 1 ). ثم اختلافات المهام:

تحتاج إلى إحضاره إلى مكان ما وهذا يستغرق أكثر من 20 دقيقة: من
الأفضل عدم إزالة الغطاء. بعد 20-25 دقيقة من لحظة سكب الشراب في كوب ، يمكنك شربه.
, :
– ( 5-7). .
, ( ):
7 13 . – . ( ).
« »:
. , . .

وتذكر أن الأكواب الحديثة التي تستخدم لمرة واحدة ليست أكثر الأطباق الصديقة للبيئة. إذا كانت مصنوعة بالكامل من الورق ، فسوف تتحلل في غضون 2-3 سنوات. لكن الأكواب الأكثر شيوعًا للمشروبات الساخنة في روسيا مغلفة بالبلاستيك. عند التخلص منها ، فإن أصعب لحظة هي فصل البلاستيك والورق (ولسنا متأكدين مما إذا كان بإمكانهم القيام بذلك بشكل جيد الآن؟). كما أن الأغطية والنوافير لهذه الأكواب من البلاستيك ، مما يساهم في خلط الورق والبلاستيك مع بعضها البعض.

على الرغم من وجود نوع من الثنائية في الوضع الحالي. من وجهة نظر انتشار الفيروسات وبعض الأمراض ، تعتبر الكؤوس التي يمكن التخلص منها أكثر أمانًا ، ولكن من وجهة نظر كفاءة الطاقة والتأثير البيئي ، من الأفضل استخدام الأطباق القابلة لإعادة الاستخدام (الأكواب الحرارية في المعركة!).

على أي حال ، لديك الآن المزيد من البيانات عند اتخاذ القرارات.

ملاحظة: لكل من يشرب القهوة أو الشاي مباشرة بعد سكبه في فنجان - احترام كبير.

الجزء الثاني https://habr.com/en/post/495538

مكافأة صغيرة - بعض نظارات التصوير الحراري الجميلة