🤘🏿 ⛓️ 😪 مشروع "زجاج". الجزء 2. السكر والجدران المعزولة والنفخ أو عدم النفخ 🤢 🧒🏾 😑

بينما كان نهاية العالم اليوناني والورقي يحدث خارج النافذة ، وكان وحش المعكرونة يلتهم الشعيرية على رفوف المتاجر الكبرى ، كان العمل على قياس فقدان الحرارة للأكواب المستهلكة مشغولًا بشكل مثمر في جدران معهد الأبحاث. صحيح ، لم يذهب الجميع للعمل في اليوم التالي. عانى البعض في سحق يوم 12 مارس عندما غادروا قاعة التجمع ونالوا إجازة.

لكن زافلابا لم يهتم بمثل هذه التفاهات. لقد صُدم بالانتقال المخطط له إلى موقع بعيد ، لأنه لم يعجبه أجهزة الكمبيوتر وغيرها من الأجراس والصفارات التكنولوجية منذ الطفولة ، وكانت طاولة ضخمة في مكتبه مشغولة بأكوام من الرسومات والحسابات المستعارة من مشاريع مختلفة ذات أهمية عامة. البعض منهم كانوا مستلقين هنا ، ربما ، منذ زمن إيفان الرهيب.

عام 2020. الفترة من 12 إلى 26 مارس. مختبر سري للغاية لمعهد أبحاث الحرارة والبرودة (NIITiHo). في مكان ما في الضواحي.

"هل الجميع جاهزون للاختبار؟"

* سمع همهمة مركزة سمعت من المهندسين الذين جاءوا للعمل *

- ليشا صبها!

سائل شفاف عالي الجودة يسكب من غلاية معدنية من ذوي الخبرة في أكواب موضوعة على طول المسطرة. تم قياس المسافة بين النظارات بشكل نوعي (1 م 20 سم) ، لا يمكن أن يكون هناك خطأ. كانت النظارات نفسها هي نفسها ، تم اختيارها بدقة من قبل الباحث الصغير المسؤول أليكسي. على طول الطاولة ، جلس المتخصصون بالأجهزة على كراسي خاصة. انتظروا الفريق ...

- خمس ثوان - الرحلة طبيعية. درجة الحرارة 85 كاملة ، 6 أعشار درجة. أقل.

- عند النقطة الثانية ، التبخر عند المستوى N!

- لذا ، لا تهرب ، لا تهرب ، أيها الرفاق! يمكنك إنشاء الحمل الحراري الإضافي ، وهذا يتعارض مع القياسات!

ينحني الأشخاص الذين يرتدون ثيابًا زرقاء داكنة اللون وأردية زرقاء داكنة مهمة فوق النظارات وأجهزة القياس ، محاولين عدم التنفس في اتجاه القياسات. عد المسرع للثواني ، ثم مرة واحدة في الدقيقة دق جرس قصير ، وبدأ فنيو المختبرات في كتابة القراءات الحالية معًا في دفاتر ملاحظاتهم ودفاترهم.

- بسهولة ، راقب الوقت ، بعد 25 ثانية تضيف السكر وتحرك كوبك.

- هل أنت بافيل؟ ليس بول؟ لماذا سجل بول؟ آه ، مرض بافيل ، مهم ... فهمت ... ما اسمك؟ غريغوري ميليخوف؟ لذا فلنكتبها. تقليب الزجاج في 33 ... 32 ثانية وفقًا للخطة الرئيسية.

بالطبع ، تم التخطيط لحركة كل اختصاصي بشكل واضح والتحدث بها مسبقًا ، وهو ما تمت الإشارة إليه في الخطة الرئيسية للرفيق زافلاب. أدرك المختبر بأكمله ، كآلية تعمل بشكل جيد ، هذه المهمة الصعبة للغاية ، والتي أدت ، دون أدنى شك ، إلى انفراج في الأهمية الوطنية. على ما يبدو ، لم يفهم المهندس سامسونوف هذه الأهمية تمامًا ، حيث قام ، وهو يلصق لسانه ويلهث المركز ، بلف شيء بأصابعه مباشرة في جهاز القياس. كان هناك صوت مملة من Zavlab:

"لذا ، المستشعر الخامس يعبث." من لدينا هناك؟ سامسونوف ، انظر إلى جهة الاتصال. لذلك ... المزيد ... في! أرسل البيانات. - تعامل سامسونوف مع مهمته وابتسم بمرح ، يغمز في جاره.

لقد حان الوقت لتتويج العمل بأكمله. نما التوتر. أمر واضح يقطع في الهواء:

- لذا ، ذهب التصوير الحراري. تعال ، تعال حبيبي!

المادة 1: https://habr.com/en/post/493444

حاشية. ملاحظة

ستكشف هذه المقالة النقاب عن الحجاب حول كيفية قيامنا بعملنا وما هي الصعوبات التي نواجهها بشكل دوري. كان موضوع هذه المقالة هو دراسة تأثير العديد من العوامل الخارجية على كوب من المشروبات الساخنة. تنقسم العوامل الخارجية إلى الفئات التالية:

إضافة السكر بكميات مختلفة ؛
عزل جدران الكأس ؛
وحتى ما هي درجة حرارة الشاي عندما ينفخ.

موافق ، هذا منعطف غير متوقع تمامًا!

وأيضًا تبين أنه سيتعين علينا الانتقال إلى موقع بعيد وهذا صحيح. إنه لأمر مؤسف أننا لا نملك أريكة متعدية :(

كموضوع تجريبي رئيسي ، أخذنا العينة رقم 1 من المقالة السابقة ، والتي لسبب ما اشترينا الكثير (مرحبًا بقسم التعاون).

أضف السكر

بادئ ذي بدء ، قررنا أن ننظر في تأثير إضافة السكر إلى كوب من المشروبات الساخنة. للبحث ، استخدمنا أنواعًا شائعة من السكر ، والتي تمكنا من العثور عليها في المنطقة المجاورة مباشرة ، بالإضافة إلى إصدارات مختلفة من عامل الشكل - الرمل والمكرر.

أضفنا نصف ملعقة سكر إلى محتويات الكوب وهذا ما حصل:

أي أن إضافة نصف ملعقة صغيرة فقط من السكر أدى إلى حقيقة أننا وصلنا إلى 67 درجة بالفعل ليس في 12 دقيقة ، ولكن في 11 (مباشرة ، "الفورمولا 1"). وذلك لأن التفاعل الكيميائي للسكر بالماء يتطلب طاقة حرارية تؤخذ من مشروبنا. كلما كان الماء أكثر دفئًا ، كلما كان السكر أكثر تفاعلًا معه ، وتحويل الماء / الشاي / القهوة إلى محلول يحتوي على السكروز. لكننا لم نتوقف عند هذا الحد ، وقررنا التحقق مما سيحدث إذا تمت إضافة 6 ملاعق صغيرة من السكر إلى الشاي ، كما يتم ذلك بواسطة السيدة. أليكسي (الآن هو المسؤول عن مشتريات السكر ، وليس المشترين).

وهنا ، بشكل غير متوقع تمامًا (مع مستوى تنظيمنا للتجارب!) ، نجد أن الأخطاء تسللت إلى البيانات! نتائج الاختبار في كوب يحتوي على الكثير من السكر وبدون سكر متطابقة تقريبًا (والتي لا ينبغي أن تكون ، الفيزياء علم دقيق). وكيف تكرر القياسات؟ في البداية كان لدينا ذعر حقيقي - التجربة بأكملها كانت هباء. حاولنا العمل مع البيانات ، ولكن ، أولاً ، تبين أنها نوع من الهراء ، وثانيًا ، سيكون من غير الأخلاقي تمامًا استخدام البيانات غير الصحيحة وإجراء بعض الاستنتاجات العلمية الجادة على أساسها. بالصراخ قليلاً عبر النافذة والجري حول الغرف (كل واحدة في المنزل) ، أدركنا أن الفناء هو بالفعل القرن الحادي والعشرين ، مما يعني أن لدينا الفرصة لتنفيذ هذه التجربة عن بعد.

شارك جميع موظفي المختبر السري تقريبًا في اختبارات Skype عن بُعد. تم إجراء الاختبارات نفسها في المنزل من قبل المهندسة الرائدة Danila P. ، التي سحبت إلى المنزل علبتي أكواب يمكن التخلص منها (وكان الجميع يعرف ذلك). لسبب ما ، تم العثور على جهاز تصوير حراري ومقاييس حرارة في منزله. نصح زافلاب العملية ، ونصح الآخرين. وكتبت مساعدة المختبر ، أنيكا ، الشهادات في دفتر ملاحظاتها مع الفراشات. وبافل - على الفور إلى Excel ؛ لم يكن لديه دفتر ملاحظات يحتوي على فراشات. وعد السكر دانيل ب لتعويض.

الآن يمكنك أن ترى ما يعمل حقا. حتى 60 درجة في 15 دقيقة بدلاً من 20 في الكوب الأصلي بدون سكر. اختبرنا أيضًا النظرية القائلة بأنه إذا قمت برمي السكر المكرر في كوب ولم تتدخل ، فسوف يبرد الشراب لفترة أطول. اتضح ما إذا كنا نحرك السكر أم لا - وهذا لا يؤثر عمليا على معدل التبريد (في حدود خطأ القياسات المنزلية) - في درجة حرارة عالية يذوب السكر نفسه ، على الرغم من أنه يبقى في تركيز أعلى في قاع الكأس.

جدران عازلة

تهدف تجربة أخرى مثيرة للاهتمام في النهاية إلى تحديد مدى تأثير ارتفاع درجة حرارة جدرانه على معدل تبريد الزجاج. بالنسبة للمبتدئين ، قمنا باختبار خيارين لمضاعفة الكؤوس. في المرة الأولى التي نضع فيها كوبًا في كوب آخر نفس الشيء ( # 1 + 1 ). وفي الثانية - نضع اثنين من المناديل الرفيعة في كوب ونضع كوبًا ثانيًا في الأعلى - يقولون أنهم يستخدمونه في الطيران ( # 1 + منديل + 1 ). شكرا على الاكراميةkey08rus

ريجي ورونالد كراي ، الأخوان التوأم

كانت النتيجة نتيجة غير متوقعة إلى حد ما: لا توجد

فروق عمليا بين الخيارين مع الزجاج رقم 1 في منطقة الدراسة. أي أننا معزولون بشكل سيئ؟ لا ، اتضح أننا كنا معزولين جيدًا. إذا قبل درجة حرارة جدران الكأس # 1 كان 60-67 درجة (في المتوسط نحو 65 ^في C) والحفاظ فقد كان من الصعب للغاية في يده،

ثم لكوبين ( رقم 1 + 1 )، فإن الوضع أفضل بكثير. متوسط درجة حرارة الجدران 54 ^من C:

A لتجسيد الطيران ( # 1 + منديل + 1 ) ، حالة راحة اليدين القصوى. هنا، ويبلغ متوسط درجة الحرارة 48 ^حول C وفي أسفل حتى أقل:

يمكن بالفعل حمل هذا الزجاج بسهولة في يدك حتى مع الماء المغلي. لماذا يحدث هذا؟ لأنه ، في حالة # 1 + 1 ، أولاً ، يتضاعف عدد الجدران (كان هناك 2 ، أصبح 4) ، وثانياً ، بين هذه الجدران توجد بالفعل طبقتان من الهواء الرقيق. في حالة # 1 + منديل + 1 ، لم يعد لدينا فقط 4 جدران وطبقتين للهواء ، ولكن أيضًا خليط معقد من المناديل والهواء بينهما. وطبقات رقيقة من الهواء ، كما تعلمون ، هي أفضل عازل حراري بسيط في العالم.

لكن هذا لم يؤثر عمليا على معدل التبريد. الترمس في الفهم الكامل لم ينجح. ثم قررنا عزل الجدران قدر الإمكان لإزالة التدفق الحراري من خلالها. في الوقت نفسه ، تمت مقارنة النتيجة التي تم الحصول عليها باستخدام غطاء من المادة 1 لفهم مدى تأثير هذا الحدث على انخفاض معدل التبريد في القهوة / الشاي. ونتيجة لذلك ، حصلنا على مثل هذا الجدول الزمني:

يمكن أن نرى من الرسم البياني أنه حتى أقصى عزل للجدران وأسفل الكأس له تأثير أصغر بكثير من وضع غطاء بسيط عليه.

نعم ، بالمناسبة ، إذا كنت تحمل الزجاج في يديك طوال الوقت ، فإن هذا لن يساعد أيضًا كثيرًا (بحلول وقت التبريد) ، على الرغم من أنه سوف يسخن يديك :)

دعونا نفجر!

لحل هذه المشكلة الأساسية ، قمنا بزراعة ثلاثة أشخاص.

واحد منهم يدير ماراثون ونصف ماراثون. وأيضاً الترياتلون والرجل الحديدي. الرجل متدرب ومحنك. فليكن اسمه ايليا.

يدخن الثاني مثل قاطرة بخارية ، لذلك توصلنا إلى استنتاج منطقي تمامًا أنه إذا كان بعمر 50 عامًا لا يزال بإمكانه التدخين كثيرًا ، فهذا يعني أنه يمكنه أيضًا النفخ بنفس المقدار وبنفس القوة. وهذا هو ديمتري جيناديفيتش.

حسنًا ، كان الثالث هو مشرفنا Serega - ببساطة لأن الجميع كان مهتمًا ، وكان Serega ، كما اتضح ، لديه خطة صعبة.

لقد حفزونا بكعكة كبيرة (في حالة عداء ماراثون كان يجب أن يكون جزرة) ومجموعة من الأقنعة الطبية FFP3. مع ميزة طفيفة ، فاز سيرجي ببناء نظام من اثنين من المبردات من أجهزة الكمبيوتر القديمة وربط هذه المعجزة ببطارية محمولة في جيبه. أجب على التعليقات المعقولة للمشاركين الآخرين في المشروع بلغة قانونية - لم تنص القواعد على عدم استخدام الوسائل والأجهزة التقنية. أنا أكتب فقط في حالة ، فجأة سوف يلحق بي عداء ماراثوني (أراد حقا كعكة وتقدير زملائه).

ونتيجة لذلك، حدث ما يلي:

وصل سيرغي درجة حرارة الشرب مريحة (67 ^سج) في 4 دقائق باستخدام جهازك. فعل إيليا الشيء نفسه في 5 دقائق. حسنا ، لقد استغرق دميتري جيناديفيتش 7 دقائق كاملة. لم تجف الروح التنافسية فيها على الفور ، لذلك رفعوا المسألة إلى 60 ^درجة مئوية ، والتي تظهر بوضوح على الرسم البياني.

بالتوازي أيضًا ، تم إجراء تجربة تم فيها نفخ الدقيقتين الأوليين فقط في الماء في كوب ، ثم تركهما ليبرد.

ونتيجة لذلك ، اتضح أن هذا يسرع الوقت للوصول إلى 67 ^درجة مئوية لمدة 3 دقائق (أصبح 9.5 دقيقة بدلاً من 12.5). ربما إذا كان عداء الماراثون أو نظام مسؤول النظام لدينا يفجر ، فسيقل الوقت أكثر.

بالمناسبة ، هنا https://habr.com/en/post/377107 فعلنا بالفعل شيئًا مشابهًا ، والذي يؤكد دون قيد أو دحض نتائج استنتاجات دراستنا.

حقيقة مثيرة للاهتمام

هل لاحظت أنه إذا قمت بتحريك القهوة / الشاي ، فستقل درجة الحرارة قليلاً وأحيانًا يمكنك البدء في شربها بالفعل؟ وذلك لأن كثافة الماء تعتمد على درجة حرارتها (وهذه المشروبات مصنوعة على أساس الماء ، وبالتالي ترث خصائصها). كلما انخفضت درجة الحرارة ، زادت الكثافة. يرتفع الماء الأكثر دفئًا ، ويغرق البرد إلى الأسفل ، أي في كوب مع مشروب ساخن هناك طبقات بدرجات حرارة مختلفة. أقرب إلى الجدران ، يفقد السائل المزيد من الحرارة ، وبالتالي فإن الماء الموجود على الجدران أكثر برودة (وليس في كل مكان) من السماكة. بسبب هاتين العمليتين ، هناك حركة خلط بطيئة للمياه داخل الزجاج ، حتى إذا لم تلمسها.

يظهر الرسم البياني توزيع درجة حرارة غير خطية على سطح الماء في الكأس (فقاعات بيضاء صفراء تطفو على السطح وتخلط ، وتنخفض المادة الصفراء الداكنة أدناه ، وتختلط هناك)

استنتاج قصير جدا

إذا وضعت السكر في كوب ، فستبرد المحتويات بشكل أسرع. كلما زاد السكر ، زادت سرعة التبريد (ناقص 1-3 دقائق إلى وقت التبريد القياسي).
سيؤدي عزل جدران الكأس إلى إنقاذ يديك من الانزعاج ، لكن تبريد الشاي / القهوة لن يتباطأ عمليًا (بالإضافة إلى 1-3 دقائق إلى وقت التبريد القياسي).
إذا قمت بالنفخ ، وفر الوقت وضخ رئتيك (ناقص 3-8 دقائق إلى وقت التبريد القياسي).
مشروب ساخن يعتمد على الماء هو مشروب متعدد الطبقات. لا نعلم من أين ستكون مفيدة ، ولكن هذه حقيقة لا جدال فيها.

شكرا لاهتمامكم ، كن إيجابيا ، حل المهام غير القياسية ولا تمرض!