Get best of the week

项目“玻璃”。第2部分。糖，绝缘墙和吹或不吹



当希腊和纸质世界末日发生在窗外时，面食怪物正在大型商店的货架上吞下细面条，而测量一次性杯子的热损失的工作却在研究所的墙壁上忙得不可开交。是的，第二天并不是每个人都上班。 3月12日，有些人在离开礼堂时迷恋上了一天假。

但是Zavlaba并不在乎这些琐事。计划迁移到偏远地区使他感到震惊，因为他从小就不喜欢计算机和其他技术风吹哨子，而他办公室里的一张大桌子上却堆满了从各种具有公共重要性的项目中借来的图纸和计算结果。自伊凡雷帝（Evan the Terrible）时代以来，其中一些人就一直躺在这里。

2020年。 3月12日至26日。冷热研究所（NIITiHo）的秘密实验室。在郊区的某个地方。


“每个人都准备好进行测试了吗？”

*听到来工作的工程师们的

声音很浓* -Lesha，倒！

透明的高温液体从经验丰富的金属水壶中倒入直尺放置的玻璃杯中。定性地测量了眼镜之间的距离（1m20cm），没有错误。眼镜本身是相同的，是由负责的初级研究员Alexei精心挑选的。桌子旁，摆着电器的专家坐在特殊的椅子上。他们等着队...-

五秒钟-飞行正常。温度为85度，十分之一度。降低。

-在第二点，蒸发量为N级！

-所以，同志们，不要跑，不要跑！您创建了额外的对流，这会干扰测量！

身着破旧的白色和重要的深蓝色长袍的人们弯下腰，戴着眼镜和测量设备，试图不向测量方向呼吸。节拍器倒数秒，然后每隔一分钟响一声，实验室技术人员开始将当前的读数写在他们的笔记本和笔记本上。

-慢慢地观察时间，在25秒后加入糖并搅拌杯。

-你是帕维尔吗？不是保罗？为什么我要给保罗录音？啊，帕维尔生病了，哎呀……我明白了……你叫什么名字？格里高里·梅列霍夫（Grigory Melekhov）？因此，让我们写下来。根据总体规划，您可以在33到32秒内搅拌玻璃杯。

当然，扎夫拉布同志的总体规划中已明确计划并事先说出了每个专家的行动。整个实验室作为一个运作良好的机制，完成了这一极其艰巨的任务，这无疑导致了国家重要性的突破。显然，工程师Samsonov并不太了解这种重要性，他伸出舌头，专心地喘着气，用手指在测量仪中扭曲了一些东西。 Zavlab发出一个沉闷的命令声音：

“所以，第5个传感器弄乱了。”我们在那里有谁？萨姆索诺夫，看看联系人。所以...更多...在！发送数据。 -萨姆索诺夫（Samsonov）应付了他的任务，高高兴兴地微笑着，向邻居眨眨眼。

现在是整个行动达到顶点的时候了。紧张加剧了。一个清晰的命令直截了当：

-因此，热像仪出现了。来吧，亲爱的！



第1条：https：//habr.com/en/post/493444

注解


本文将揭开我们如何开展工作以及我们定期遇到哪些困难的面纱。本文的主题是研究几种外部因素对一杯热饮的影响。外部因素分为以下几类：

  • 添加各种数量的糖；
  • 保温杯壁；
  • 甚至当吹茶时茶的温度是多少。

同意，这是完全出乎意料的转折！

而且，事实证明，我们必须去一个远程站点，这是正确的。遗憾的是，我们没有可伸缩式沙发：(

作为主要实验对象，我们从上一篇文章中获取了样本＃1，由于某种原因，我们购买了太多样本（向合作部门问好）。



加糖


首先，我们决定研究将糖加到一杯热饮中的效果。为了进行研究，我们使用了可以在附近找到的常见类型的糖，以及各种形式的砂糖和精制糖。

我们在杯子的内容物中加入了半匙糖，这就是发生的情况：



也就是说，仅添加半茶匙的糖就导致这样的事实，即我们已经不是在12分钟内，而是在11分钟内直接达到了67度（直接称为“公式1”）。这是因为糖与水的化学反应需要热能，该热能取自我们的饮料。水越热，糖与水的反应就越容易，使水/茶/咖啡变成含蔗糖的溶液。但是我们并没有就此停下来，而是决定检查如果将6茶匙糖加入茶中会发生什么情况，因为这是由m.s. Alexey（现在他负责糖的购买，而不是购买者）。



在这里，出乎意料的是（根据我们的实验组织水平！），我们发现错误已潜入数据中！在含有大量糖和不含糖的玻璃杯中进行的测试结果几乎是相同的（物理学不应该是一门精确的科学）。以及如何重复测量？最初，我们有一种真正的恐慌-整个实验都花光了。我们试图使用这些数据，但是，首先，事实证明这是胡说八道，其次，使用不正确的数据并根据其得出严肃的科学结论绝对是不道德的。我们从窗户里喊了一声，然后在房间里跑动（每个房间都在家），我们意识到院子已经是21世纪了，这意味着我们有机会远程实施该实验。

绝密实验室的几乎所有员工都远程参与了Skype测试。测试本身是由首席工程师Danila P.在家里进行的，他拖了两包一次性杯子（大家都知道）。由于某种原因，在他的房子里还发现了一台热像仪和一个温度计。 Zavlab指挥了这个过程，其他人则劝说。实验助手Anechka在她的蝴蝶笔记本上写下了证词。而帕维尔-立即使用Excel；他没有蝴蝶的笔记本。 Sugar Danile P.答应赔偿。



现在，您可以看到真正有效的方法。在15分钟内达到60度，而不是原来的无糖杯20度。我们还测试了以下理论：如果将精制糖倒入玻璃杯中而不产生干扰，则饮料的冷却时间会更长。事实证明，我们是否在搅拌糖-实际上不影响冷却速度（在家庭测量的精度范围内）-在高温下，糖本身会溶解，尽管糖在杯底的浓度仍然较高。

保温墙


另一个有趣的实验旨在最终确定其壁的升温对玻璃冷却速率的影响程度。首先，我们测试了两个加倍杯子的选项。第一次，我们将一个杯子放入另一个相同的杯子中（＃1 +1）。在第二个步骤中-我们将几个薄的餐巾放在玻璃杯中，再在上面放第二个玻璃杯-他们说他们在航空中使用它（＃1 +餐巾+ 1）。谢谢你的提示key08rus


Reggie和Ronald Cray，双胞胎兄弟

结果是一个相当意外的结果：在研究区域，使用1号



玻璃杯的两种选择之间几乎没有区别。也就是说，我们绝缘不良？不，事实证明我们隔离得很好。如果在＃1杯子的壁温度为60到67度（平均约65 a C）之前并保持在手中非常困难， 那么对于两个杯子（＃1 + 1），情况要好得多。平均温度的壁54的所述的 C： 一种用于航空实施例（＃1 +卫生巾+ 1），用于手最大的舒适度的情况。在这里，平均温度为48 摄氏度左右，而底部则更低：











这样的玻璃杯即使用沸水也可以很容易地握在手中。为什么会这样呢？因为在＃1 +1的情况下，首先，壁的数量增加了一倍（有2个，变为4个），其次，在这些壁之间已经有2个薄空气层。在＃1 +餐巾纸+ 1的情况下，我们不再仅具有4面墙和2个空气空间，而且在它们之间还有餐巾纸和空气的复杂混合物。众所周知，薄薄的空气层是世界上最好的简单隔热材料。

但这实际上并没有影响冷却速度。完全理解的热水瓶没有用。然后，我们决定尽可能使墙壁隔热，以完全消除通过墙壁的热通量。同时，将获得的结果与使用第1条的封面进行了比较，以了解此事件将对咖啡/茶的冷却速度降低产生多大影响。结果，我们得到了这样一个时间表：



从图表中可以看出，即使是杯壁和杯底最大程度的隔热，其效果也要比在其上盖一个简单的盖子小得多。

是的，顺便说一句，如果您一直将玻璃杯握在手中，尽管它会使您的手变暖，但这也无济于事（根据冷却时间）：)

吹吧！


为了解决这个根本问题，我们安排了三人参加。

其中之一参加马拉松和半程马拉松。铁人三项和铁人三项。这个人训练有素，经验丰富。让他叫伊利亚。

第二次吸烟就像蒸汽机车一样，因此我们得出了绝对合理的结论：如果到50岁，他仍然可以吸烟那么多，这意味着他也可以以相同的强度和相同的强度吹。这是德米特里·根纳季耶维奇。

好吧，第三个是我们的管理员Serega-仅仅是因为每个人都感兴趣，而且事实证明，Serega有一个棘手的计划。

他们用一块大蛋糕（如果是马拉松运动员，应该是胡萝卜）和一盒医用口罩FFP3来激励我们。谢尔盖（Sergey）凭借一点优势，通过用旧计算机构建两个冷却器系统并将此奇迹连接到他口袋中的便携式电池上而获胜。我用法律语言回应其他项目参与者的合理评论-规则并未规定不使用技术手段和设备。我写这是为了以防万一，马拉松运动员会赶上我（他真的很想吃蛋糕，并得到同事的认可）。

结果，发生了以下情况：



Sergey达到了舒适的饮用温度（67 oC）在4分钟内使用您的设备。伊利亚在5分钟内做了同样的事情。好吧，Dmitry Gennadevich花了整整7分钟的时间。它们中的竞争精神并没有立即变干，因此他们将物质升至60 ° C，这在图表中可以清楚地看到。

另外，并行地进行了实验，其中仅将前两分钟吹入杯中的水中，然后冷却。



结果，结果证明这将时间加快了3分钟达到67 ℃（从12.5分钟变为9.5分钟）。也许如果马拉松运动员或我们系统管理员的系统在吹牛，那么时间将减少得更多。

顺便说一句，这里https://habr.com/en/post/377107 已经做了类似的事情，这无条件且不可避免地证实了我们的研究结论。

趣味事实


您是否注意到如果搅拌咖​​啡/茶，温度会降低一点，有时您已经可以开始饮用了吗？这是因为水的密度取决于其温度（这些饮料是基于水制成的，因此继承了其特性）。温度越低，密度越高。较暖的水上升，较冷的水沉到底部，即 在盛有热饮料的玻璃杯中，温度会有所不同。靠近墙壁的液体会散发更多的热量，因此墙壁上的水也比厚度还冷（并非在各处）。由于这两个过程，即使您不触摸玻璃，水在玻璃内部的混合运动也会很缓慢。


温度记录图显示杯子中水表面的非线性温度分布（白色黄色气泡漂浮到表面并混合，深黄色物质掉到下面并混合）

结论很短


  1. 如果将糖放在玻璃杯中，内容物的冷却速度会更快。糖越多，冷却速度就越快（比标准冷却时间少1-3分钟）。
  2. 保温杯壁可以使您的双手免于不适，但是冷却茶/咖啡几乎不会减慢速度（将标准冷却时间增加1-3分钟）。
  3. 如果吹气，则可以节省时间并抽气（比标准的冷却时间少3-8分钟）。
  4. 基于水的热饮料是分层饮料。我们不知道它会派上用场，但这是不争的事实。

感谢您的关注，要积极，解决非标准任务，不要生病！

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