🌅 👨‍❤️‍👨 🥚 El proyecto "Vidrio". Parte 2. Azúcar, paredes aisladas y soplar o no soplar 👩‍🔧 👩🏻‍🤝‍👨🏾 ➗

Mientras el apocalipsis griego y de papel ocurría fuera de la ventana, y el monstruo de la pasta devoraba fideos en los estantes de las megatiendas, el trabajo para medir la pérdida de calor de los vasos desechables estaba fructíferamente ocupado en las paredes del instituto de investigación. Es cierto que no todos fueron a trabajar al día siguiente. Algunos sufrieron un flechazo el 12 de marzo cuando salieron del salón de actos y tuvieron un día libre.

Pero a Zavlaba no le importaban esas tonterías. Estaba sorprendido por la transición planificada a una ubicación remota, porque no le gustaban las computadoras y otras campanas y silbatos tecnológicos desde la infancia, y una gran mesa en su oficina estaba ocupada por montones de dibujos y cálculos tomados de varios proyectos de importancia pública. Algunos de ellos han estado acostados aquí, probablemente, desde la época de Iván el Terrible.

2020 año. El período del 12 al 26 de marzo. Laboratorio de alto secreto del Instituto de Investigación de Calor y Frío (NIITiHo). En algún lugar de los suburbios.

"¿Están todos listos para la prueba?"

* Se escucha un zumbido positivo concentrado de los ingenieros que vinieron a trabajar *

- Lesha, ¡viertala!

Líquido transparente de alto grado vertido de un hervidor de metal experimentado en vasos colocados a lo largo de la regla. La distancia entre las gafas se midió cualitativamente (1m20cm), no podía haber ningún error. Las gafas en sí eran las mismas, escrupulosamente seleccionadas por el investigador junior responsable Alexei. A lo largo de la mesa, especialistas con electrodomésticos se sentaron en sillas especiales. Esperaron al equipo ...

- Cinco segundos - el vuelo es normal. La temperatura es 85 entera, 6 décimas de grado. Baja.

- En el segundo punto, ¡evaporación en el nivel N!

- Entonces, ¡no corran, no corran, camaradas! ¡Usted crea convección adicional, y esto interfiere con las mediciones!

Las personas vestidas con túnicas blancas e importantes de color azul oscuro se inclinaron sobre anteojos y equipos de medición, tratando de no respirar en la dirección de las mediciones. El metrónomo contó los segundos, luego, una vez por minuto, sonó una pequeña campana y los técnicos comenzaron a escribir juntos las lecturas actuales en sus cuadernos y cuadernos.

- Vasily, mira el tiempo, después de 25 segundos agregas azúcar y agitas tu vaso.

- ¿Eres Pavel? No Paul? ¿Por qué tengo Paul grabado? Ah, Pavel se enfermó, ejem ... Ya veo ... ¿Cómo te llamas? Grigory Melekhov? Así que vamos a escribirlo. Agitas tu vaso en 33 ... 32 segundos de acuerdo con el Plan Maestro.

Por supuesto, el movimiento de cada especialista fue claramente planeado y expresado de antemano, lo cual se indicó en el Plan Maestro del Camarada Zavlab. Todo el laboratorio, como un mecanismo que funciona bien, se dio cuenta de esta tarea extremadamente difícil que, sin duda, condujo a un avance de importancia nacional. Aparentemente, esta importancia no fue muy comprendida por el ingeniero Samsonov, quien, sacando la lengua y concentrando la bocanada, retorció algo con los dedos directamente en el aparato de medición. Hubo una voz de comando aburrida de Zavlab:

"Entonces, el quinto sensor está en mal estado ". ¿A quién tenemos allí? Samsonov, mira el contacto. Entonces ... Más ... En! Envía los datos. - Samsonov hizo frente a su misión y sonrió alegremente, guiñando un ojo a su vecino.

Era hora de culminar toda la acción. La tensión creció. Un comando claro cortó el aire:

- Entonces, la cámara termográfica se fue. Vamos, vamos querida!

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

anotación

Este artículo revelará el velo de cómo hacemos nuestro trabajo y qué dificultades encontramos periódicamente. El tema de este artículo fue estudiar la influencia de varios factores externos en un vaso de bebida caliente. Los factores externos se dividen en las siguientes categorías:

Adición de azúcar en varias cantidades;
Aislamiento de las paredes de la copa;
E incluso cuál es la temperatura del té cuando se sopla.

De acuerdo, ¡este es un giro completamente inesperado!

Y también, resultó que tendríamos que ir a un sitio remoto y eso es correcto. Es una pena que no tengamos un sofá transgresor :(

Como principal sujeto experimental, tomamos la Muestra # 1 del artículo anterior, que por alguna razón compramos demasiados (hola al departamento de cooperación).

Añade azucar

Para empezar, decidimos analizar el efecto de agregar azúcar a un vaso de bebida caliente. Para la investigación, utilizamos tipos comunes de azúcar, que logramos encontrar en las inmediaciones, así como varias versiones del factor de forma: arena y refinado.

Agregamos media cucharada de azúcar al contenido de la taza y esto es lo que sucedió:

Es decir, la adición de solo media cucharadita de azúcar ha llevado al hecho de que llegamos a 67 grados ya no en 12 minutos, sino en 11 (directamente, "Fórmula 1"). Esto se debe a que la reacción química del azúcar con el agua requiere energía térmica, que se toma de nuestra bebida. Cuanto más caliente está el agua, más voluntariamente reacciona el azúcar, convirtiendo el agua / té / café en una solución que contiene sacarosa. Pero no nos detuvimos allí y decidimos verificar qué sucedería si se agregaran 6 cucharaditas de azúcar al té, como lo hace m.s. Alexey (ahora es responsable de las compras de azúcar, no de los compradores).

Y aquí, de forma bastante inesperada (¡con nuestro nivel de organización de los experimentos!), ¡Encontramos que los errores se han infiltrado en los datos! Los resultados de la prueba en un vaso con mucho azúcar y sin azúcar son casi idénticos (lo que no debería ser, la física es una ciencia exacta). ¿Y cómo repetir las medidas? Al principio tuvimos un verdadero pánico: todo el experimento se fue por el desagüe. Intentamos trabajar con los datos, pero, en primer lugar, resultó ser una especie de tontería, y, en segundo lugar, sería absolutamente poco ético utilizar datos incorrectos y sacar algunas conclusiones científicas serias sobre su base. Gritando un poco por la ventana y corriendo por las habitaciones (cada una en casa), nos dimos cuenta de que el patio ya es del siglo XXI, lo que significa que tenemos la oportunidad de implementar este experimento de forma remota.

Casi todos los empleados del laboratorio de alto secreto participaron de forma remota en las pruebas de Skype. Las pruebas en sí fueron llevadas a cabo en casa por la ingeniera líder Danila P., quien llevó a casa dos paquetes de vasos desechables (y todos lo sabían). Por alguna razón, también se encontraron una cámara termográfica y termómetros en su casa. Zavlab ordenó el proceso, los demás compitieron aconsejando. La asistente de laboratorio Anechka escribió testimonios en su cuaderno con mariposas. Y Pavel - inmediatamente a Excel; no tenía libreta con mariposas. Sugar Danile P. prometió compensar.

Ahora puedes ver lo que realmente funciona. Hasta 60 grados en 15 minutos en lugar de 20 en la taza original sin azúcar. También probamos la teoría de que si tira el azúcar refinada en un vaso y no interfiere, la bebida se enfriará por más tiempo. Resultó si estamos removiendo azúcar o no, esto prácticamente no afecta la velocidad de enfriamiento (dentro de la precisión de las mediciones caseras), a altas temperaturas, el azúcar se disuelve, aunque permanece en una concentración más alta en el fondo de la taza.

Paredes aisladas

Otro experimento interesante tenía como objetivo determinar finalmente qué tan fuerte afecta el calentamiento de sus paredes a la velocidad de enfriamiento de un vidrio. Para empezar, probamos dos opciones para doblar tazas. La primera vez ponemos una taza en otra igual ( # 1 + 1 ). Y en el segundo, colocamos un par de servilletas finas en un vaso y colocamos un segundo vaso encima, dicen que lo usan en la aviación ( # 1 + servilleta + 1 ). Gracias por el consejokey08rus

Reggie y Ronald Cray, hermanos gemelos

El resultado fue un resultado bastante inesperado: prácticamente no hay

diferencias entre las dos opciones con el vidrio # 1 en el área de estudio. Es decir, estamos mal aislados? No, resulta que estábamos bien aislados. Si antes la temperatura de las paredes de la copa # 1 era de 60 a 67 grados (promedio de aproximadamente 65 ^a C) y mantenerla ha sido extremadamente difícil en la mano,

entonces para dos tazas ( # 1 + 1 ), la situación es mucho mejor. La temperatura promedio de las paredes 54 ^{de la} C:

A para la realización de la aviación ( # 1 + servilleta + 1 ), la situación para el máximo confort de las manos. Aquí, la temperatura promedio de 48 ^sobre C y en la parte inferior de aún menos:

Tal vaso ya se puede sostener fácilmente en la mano incluso con agua hirviendo. ¿Por qué está pasando esto? Porque, en el caso de # 1 + 1 , en primer lugar, el número de paredes se duplica (había 2, se convirtió en 4), y, en segundo lugar, entre estas paredes ya se obtienen 2 capas de aire delgadas. En el caso de # 1 + servilleta + 1 , ya no solo tenemos 4 paredes y 2 espacios de aire, sino también una mezcla compleja de servilletas y aire entre ellos. Y capas delgadas de aire, como saben, el mejor aislante térmico simple del mundo.

Pero esto prácticamente no afectó la velocidad de enfriamiento. El termo en plena comprensión no funcionó. Luego decidimos aislar las paredes lo más posible para eliminar completamente el flujo de calor a través de ellas. Al mismo tiempo, el resultado obtenido se comparó con el uso de una cubierta del artículo 1 para comprender cuánto afectará este evento la disminución en la velocidad de enfriamiento del café / té. Como resultado, obtuvimos ese calendario:

se puede ver en la tabla que incluso el aislamiento máximo de las paredes y el fondo de la copa tiene un efecto mucho más pequeño que ponerle una simple tapa.

Sí, por cierto, si sostienes el vaso en tus manos todo el tiempo, esto tampoco ayudará mucho (por el tiempo de enfriamiento), aunque calentará tus manos :)

¡Soplemos!

Para resolver este problema fundamental, plantamos tres personas volando.

Uno de ellos corre maratones y medias maratones. Y también triatlones y Ironman. El hombre está entrenado, experimentado. Que se llame Ilya.

El segundo fuma como una locomotora de vapor, por lo que llegamos a la conclusión absolutamente lógica de que si a la edad de 50 años todavía puede fumar tanto, significa que también puede soplar aproximadamente la misma cantidad y con la misma fuerza. Y este es Dmitry Gennadievich.

Bueno, el tercero fue nuestro administrador Serega, simplemente porque todos estaban interesados, y resultó que Serega tenía un plan complicado.

Nos motivaron con un pastel grande (en el caso de un corredor de maratón, debería haber sido zanahoria) y un paquete de máscaras médicas FFP3. Con una ligera ventaja, Sergey ganó construyendo un sistema de dos enfriadores a partir de computadoras viejas y conectando este milagro a una batería portátil en su bolsillo. Respondo a los comentarios razonables de otros participantes del proyecto con lenguaje legal: las reglas no estipulaban la no utilización de medios y dispositivos técnicos. Estoy escribiendo por si acaso, de repente un corredor de maratón me alcanzará (realmente quería un pastel y el reconocimiento de sus colegas).

Como resultado, sucedió lo siguiente:

Sergey alcanzó una temperatura agradable para beber (67 ^oC) en 4 minutos usando su dispositivo. Ilya hizo lo mismo en 5 minutos. Bueno, le tomó a Dmitry Gennadevich 7 minutos completos. El espíritu competitivo en ellos no se secó de inmediato, por lo que llevaron el asunto a 60 ^° C, lo que se ve claramente en el gráfico.

Además, en paralelo, se realizó un experimento en el que solo los primeros dos minutos se introdujeron en el agua en una taza y luego se dejaron enfriar.

Como resultado, resultó que esto aceleró el tiempo para alcanzar 67 ^° C en 3 minutos (se convirtió en 9.5 minutos en lugar de 12.5). Quizás si un corredor de maratón o el sistema de nuestro administrador del sistema estuvieran volando, entonces el tiempo se reduciría aún más.

Por cierto, aquí https://habr.com/en/post/377107 Ya hemos hecho algo similar, que confirma incondicional e irrefutablemente las conclusiones de nuestro estudio.

Hecho interesante

¿Has notado que si agitas el café / té, entonces la temperatura baja un poco y a veces ya puedes comenzar a beberlo? Esto se debe a que la densidad del agua depende de su temperatura (y estas bebidas se hacen en base al agua y, en consecuencia, heredan sus propiedades). Cuanto menor es la temperatura, mayor es la densidad. El agua más cálida sube, el frío se hunde hasta el fondo, es decir En un vaso con una bebida caliente hay capas con diferentes temperaturas. Más cerca de las paredes, el líquido pierde más calor, por lo que el agua en las paredes también es más fría (no en todas partes) que en el espesor. Debido a estos dos procesos, hay un lento movimiento de mezcla de agua dentro del vaso, incluso si no lo toca.

El termograma muestra una distribución de temperatura no lineal en la superficie del agua en la taza (las burbujas blanco-amarillas flotan en la superficie y se mezclan, y la sustancia amarilla oscura cae debajo, mezclándose allí)

Muy corta conclusión

Si pones azúcar en un vaso, el contenido se enfriará más rápido. Cuanto más azúcar, más rápido se enfriará (menos 1-3 minutos al tiempo de enfriamiento estándar).
Aislar las paredes de la taza evitará molestias en las manos, pero enfriar el té / café no se ralentizará prácticamente (más 1-3 minutos al tiempo de enfriamiento estándar).
Si sopla, ahorre tiempo y bombee sus pulmones (menos 3-8 minutos al tiempo de enfriamiento estándar).
Una bebida caliente a base de agua es una bebida en capas. No sabemos dónde será útil, pero este es un hecho indiscutible.

¡Gracias por su atención, sea positivo, resuelva tareas no estándar y no se enferme!