☸️ 🧔🏻 🏅 O projeto "Glass". Parte 2. Açúcar, paredes isoladas e soprar ou não soprar ❎ 👏🏿 🃏

Enquanto o apocalipse grego e de papel acontecia do lado de fora da janela, e o monstro das massas devorava aletria nas prateleiras das megastores, o trabalho de medir a perda de calor de copos descartáveis era frutíferamente ocupado nas paredes do instituto de pesquisa. É verdade que nem todos foram trabalhar no dia seguinte. Alguns sofreram uma queda em 12 de março ao deixar a sala de reuniões e tiveram um dia de folga.

Mas Zavlaba não se importava com essas insignificâncias. Ele ficou chocado com a transição planejada para um local remoto, porque não gostava de computadores e outros sinos e assobios tecnológicos desde a infância, e uma enorme mesa em seu escritório estava ocupada por pilhas de desenhos e cálculos emprestados de vários projetos de importância pública. Alguns deles estão aqui, provavelmente, desde a época de Ivan, o Terrível.

2020 ano. Período de 12 a 26 de março. Laboratório ultra-secreto do Instituto de Pesquisa de Calor e Frio (NIITiHo). Em algum lugar nos subúrbios.

"Todo mundo está pronto para o teste?"

* Um zumbido positivo concentrado é ouvido nos engenheiros que vieram trabalhar *

- Lesha, despeje!

Líquido transparente de alto grau derramado de uma chaleira de metal experiente em copos colocados ao longo da régua. A distância entre os óculos foi medida qualitativamente (1m20cm), não poderia haver erro. Os óculos eram os mesmos, selecionados escrupulosamente pelo pesquisador júnior responsável Alexei. Ao longo da mesa, especialistas em eletrodomésticos estavam sentados em cadeiras especiais. Eles esperaram o time ...

- Cinco segundos - o vôo é normal. A temperatura é 85 total, 6 décimos de grau. Abaixa.

- No 2º ponto, evaporação no nível N!

- Então, não corra, não corra, camaradas! Você cria convecção adicional, e isso interfere nas medições!

Pessoas vestidas de branco e importantes vestes azuis escuras inclinadas sobre óculos e equipamentos de medição, tentando não respirar na direção das medições. O metrônomo contava os segundos e, uma vez por minuto, um pequeno sinal tocava, e os técnicos do laboratório começaram a escrever juntos as leituras atuais em seus cadernos e cadernos.

- Vasily, observe o tempo, depois de 25 segundos você adiciona açúcar e mexe o copo.

Você é Pavel? Paul não? Por que tenho Paul gravado? Ah, Pavel ficou doente, ahem ... Entendo ... Qual é o seu nome? Grigory Melekhov? Então, vamos anotá-la. Você mexe seu copo em 33 ... 32 segundos, de acordo com o Plano Diretor.

Obviamente, o movimento de cada especialista foi claramente planejado e pronunciado com antecedência, o que foi indicado no Plano Diretor do Camarada Zavlab. Todo o laboratório, como um mecanismo que funcionava bem, realizou essa tarefa extremamente difícil, que, sem dúvida, levou a um avanço de importância nacional. Essa importância, aparentemente, não foi muito compreendida pelo engenheiro Samsonov, que, estendendo a língua e concentrando os baforadas, torceu algo com os dedos no aparelho de medição. Houve uma voz de comando maçante de Zavlab:

"Então, o quinto sensor está bagunçado." Quem nós temos lá? Samsonov, olhe para o contato. So ... Mais ... In! Envie os dados. Samsonov lidou com sua missão e sorriu alegremente, piscando para o vizinho.

Era hora do culminar de toda a ação. A tensão aumentou. Um comando claro cortou o ar:

- Então, o termovisor foi. Vamos, vamos querida!

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

anotação

Este artigo revelará o véu de como fazemos nosso trabalho e que dificuldades encontramos periodicamente. O tópico deste artigo foi estudar a influência de vários fatores externos em um copo de bebida quente. Fatores externos são divididos nas seguintes categorias:

Adição de açúcar em várias quantidades;
Isolamento das paredes do copo;
E mesmo qual é a temperatura do chá quando é soprado.

Concordo, esta é uma virada completamente inesperada!

Além disso, verificamos que teríamos que acessar um site remoto e isso mesmo. É uma pena que não tenhamos um sofá transgressivo :(

Como principal assunto experimental, pegamos a Amostra nº 1 do artigo anterior, que por alguma razão adquirimos muitos (Olá para o departamento de cooperação).

Adicione açúcar

Para começar, decidimos analisar o efeito da adição de açúcar a um copo de bebida quente. Para a pesquisa, usamos tipos comuns de açúcar, que conseguimos encontrar nas imediações, bem como várias versões do fator de forma - areia e refinado.

Adicionamos meia colher de açúcar ao conteúdo do copo e foi o que aconteceu:

Ou seja, a adição de apenas meia colher de chá de açúcar levou ao fato de chegarmos a 67 graus já não em 12 minutos, mas em 11 (diretamente, "Fórmula 1"). Isso ocorre porque a reação química do açúcar com a água requer energia térmica, que é retirada da nossa bebida. Quanto mais quente a água, mais o açúcar reage com ela, transformando água / chá / café em uma solução contendo sacarose. Mas não paramos por aí e decidimos verificar o que aconteceria se 6 colheres de chá de açúcar fossem adicionadas ao chá, pois isso é feito por sra. Alexey (agora ele é responsável pelas compras de açúcar, não pelos compradores).

E aqui, inesperadamente (com nosso nível de organização dos experimentos!), Descobrimos que erros foram invadidos pelos dados! Os resultados do teste em um copo com muito açúcar e sem açúcar são quase idênticos (o que não deveria ser, a física é uma ciência exata). E como repetir as medições? No começo, tivemos um verdadeiro pânico - todo o experimento foi pelo ralo. Tentamos trabalhar com os dados, mas, em primeiro lugar, acabou sendo algum tipo de absurdo e, em segundo lugar, seria absolutamente antiético usar dados incorretos e tirar algumas conclusões científicas sérias com base nisso. Gritando um pouco pela janela e percorrendo as salas (cada uma em casa), percebemos que o quintal já é do século 21, o que significa que temos a oportunidade de implementar esse experimento remotamente.

Quase todos os funcionários do laboratório ultrassecreto estavam remotamente envolvidos nos testes do Skype. Os testes foram realizados em casa pela engenheira líder Danila P., que levou para casa dois pacotes de copos descartáveis (e todos sabiam disso). Por alguma razão, um termovisor e termômetros também foram encontrados em sua casa. Zavlab comandou o processo, os outros disputaram o conselho. A assistente de laboratório Anechka anotou testemunhos em seu caderno com borboletas. E Pavel - imediatamente para o Excel; ele não tinha caderno com borboletas. Sugar Danile P. prometeu compensar.

Agora você pode ver o que realmente funciona. Até 60 graus em 15 minutos, em vez de 20 no copo original, sem açúcar. Também testamos a teoria de que se você jogar o açúcar refinado em um copo e não interferir, a bebida esfriará por mais tempo. Descobrimos se estamos mexendo ou não com açúcar - isso praticamente não afeta a taxa de resfriamento (dentro da precisão das medições caseiras) - a alta temperatura, o próprio açúcar se dissolve, embora permaneça em uma concentração mais alta no fundo do copo.

Paredes isoladas

Outro experimento interessante teve como objetivo finalmente determinar com que intensidade o aquecimento de suas paredes afeta a taxa de resfriamento de um copo. Para iniciantes, testamos duas opções para dobrar copos. A primeira vez que colocamos um copo em outro da mesma forma ( # 1 + 1 ). E no segundo - colocamos dois guardanapos finos em um copo e colocamos um segundo copo por cima - eles dizem que o usam na aviação ( nº 1 + guardanapo + 1 ). Obrigado pela dicakey08rus

Reggie e Ronald Cray, irmãos gêmeos

O resultado foi um resultado inesperado: praticamente não há

diferenças entre as duas opções com o vidro nº 1 na área de estudo. Ou seja, estamos mal isolados? Não, acontece que estávamos bem isolados. Se antes a temperatura das paredes do copo nº 1 era de 60 a 67 graus (média de cerca de 65 ^a C) e a manutenção era extremamente difícil na mão,

então para dois copos ( nº 1 + 1 ), a situação é muito melhor. A temperatura média das paredes 54 ^do C:

A para a realização da aviação ( # 1 + guardanapo + 1 ), a situação para o máximo conforto das mãos. Aqui, a temperatura média de 48 ^sobre C e na parte inferior de ainda menos:

Esse copo já pode ser facilmente segurado na sua mão, mesmo com água fervente. Por que isso está acontecendo? Porque, no caso de número 1 + 1 , primeiro o número de paredes duplica (havia 2, passou a 4) e, em segundo lugar, entre essas paredes já existem 2 camadas de ar finas. No caso de # 1 + guardanapo + 1 , não temos mais apenas 4 paredes e 2 camadas de ar, mas também uma complexa mistura de guardanapos e ar entre elas. E camadas finas de ar, como você sabe, o melhor isolador de calor simples do mundo.

Mas isso praticamente não afetou a taxa de resfriamento. A garrafa térmica em pleno entendimento não funcionou. Decidimos então isolar as paredes o máximo possível, a fim de remover completamente o fluxo de calor através delas. Ao mesmo tempo, o resultado obtido foi comparado com o uso de uma capa do artigo 1 para entender o quanto esse evento afetará a diminuição da taxa de resfriamento de café / chá. Como resultado, temos um cronograma assim:

pode ser observado no gráfico que mesmo o isolamento máximo das paredes e da parte inferior do copo tem um efeito muito menor do que colocar uma cobertura simples.

Sim, a propósito, se você segurar o copo nas mãos o tempo todo, isso também não ajudará muito (pelo tempo de resfriamento), embora aqueça as mãos :)

Vamos explodir!

Para resolver esse problema fundamental, plantamos três pessoas soprando.

Um deles corre maratonas e meias maratonas. E também triatlos e Ironman. O homem é treinado, experiente. Deixe o nome dele ser Ilya.

O segundo fuma como uma locomotiva a vapor, então chegamos à conclusão absolutamente lógica de que se, aos 50 anos de idade, ele ainda pode fumar tanto, significa que ele também pode soprar quase a mesma quantidade e com a mesma força. E este é Dmitry Gennadievich.

Bem, o terceiro era o nosso administrador Serega - simplesmente porque todos estavam interessados, e o Serega, como se viu, tinha um plano complicado.

Eles nos motivaram com um bolo grande (no caso de um corredor de maratona, deveria ter sido cenoura) e um pacote de máscaras médicas FFP3. Com uma pequena vantagem, Sergey venceu construindo um sistema de dois coolers a partir de computadores antigos e conectando esse milagre a uma bateria portátil no bolso. Respondo aos comentários razoáveis de outros participantes do projeto com linguagem legal - as regras não estipulam o não uso de meios e dispositivos técnicos. Só para escrever, de repente, um corredor de maratona me alcançará (ele realmente queria um bolo e o reconhecimento de seus colegas).

Como resultado, aconteceu o seguinte:

Sergey alcançou uma temperatura confortável de beber (67 ^oC) em 4 minutos usando o seu dispositivo. Ilya fez o mesmo em 5 minutos. Bem, Dmitry Gennadevich levou sete minutos inteiros. O espírito competitivo neles não secou imediatamente, então eles levaram o assunto a 60 ^° C, o que é claramente visto no gráfico.

Além disso, em paralelo, foi realizado um experimento no qual apenas os dois primeiros minutos foram soprados na água em um copo e depois deixados esfriar.

Como resultado, verificou-se que isso acelerou o tempo para atingir 67 ^° C em 3 minutos (tornou-se 9,5 minutos em vez de 12,5). Talvez se um corredor de maratona ou o sistema do nosso administrador de sistemas estivesse soprando, o tempo seria reduzido ainda mais.

A propósito, aqui https://habr.com/en/post/377107 já fizemos algo semelhante, o que confirma incondicional e irrefutávelmente as conclusões de nosso estudo.

Fato interessante

Você já reparou que se você mexer café / chá, a temperatura fica um pouco mais baixa e às vezes você já pode começar a beber? Isso ocorre porque a densidade da água depende da sua temperatura (e essas bebidas são feitas com base na água e, consequentemente, herdam suas propriedades). Quanto menor a temperatura, maior a densidade. Água mais quente sobe, pias mais frias para o fundo, ou seja, em um copo com uma bebida quente, há camadas com temperaturas diferentes. Mais próximo das paredes, o líquido perde mais calor; portanto, a água nas paredes também é mais fria (não em todos os lugares) do que na espessura. Devido a esses dois processos, há um lento movimento de mistura da água dentro do copo, mesmo que você não o toque.

O termograma mostra uma distribuição de temperatura não linear na superfície da água no copo (bolhas branco-amarelas flutuam para a superfície e misturam, e a substância amarela escura cai abaixo, misturando-se lá)

Conclusão muito curta

Se você colocar açúcar em um copo, o conteúdo esfriará mais rápido. Quanto mais açúcar, mais rápido ele esfriará (menos 1-3 minutos para o tempo de resfriamento padrão).
Isolar as paredes da xícara evita o desconforto das mãos, mas o resfriamento do chá / café não diminui a velocidade (mais 1-3 minutos para o tempo de resfriamento padrão).
Se você soprar, economize tempo e bombeie seus pulmões (menos 3-8 minutos para o tempo de resfriamento padrão).
Uma bebida quente à base de água é uma bebida em camadas. Não sabemos onde isso será útil, mas esse é um fato indiscutível.

Obrigado por sua atenção, seja positivo, resolva tarefas fora do padrão e não fique doente!