Физик нашел лучший способ остудить слишком горячий кофе

Как и многие люди, я люблю выпить чашечку кофе. Не той мешанины из двойных обезжиренных сливок, ванили и эспрессо со льдом и соком лимона. Нет, я предпочитаю старый добрый черный кофе. Однако здесь есть одна проблема: часто он слишком горячий, чтобы пить его сразу.

Фото: Лу Робертсон/Getty Images

У меня есть два метода для охлаждения кофе. Первый заключается в том, чтобы снять крышку, которая обычно дается, чтобы вы не пролили напиток. При выборе второго метода я оставляю крышку, но время от времени дую в небольшое отверстие, из которого нужно пить кофе.

Какой из этих методов работает лучше? Давайте проведем простой эксперимент. Для этого нам нужно подготовить некоторые вещи. Во-первых, стаканы. Это не проблема, нужно просто не выбрасывать их, когда берешь кофе с собой. Во-вторых, нужна температурная шкала. Какова начальная температура только что приготовленного кофе? Около 80°С. Но какова оптимальная температура, при которой кофе можно пить? Лично для меня она составляет 64°С.

Теперь для эксперимента я налью горячую воду (допустим, что по физическим свойствам она не отличается от черного кофе) в три стакана.

• Стакан 1 с крышкой. Это ваш стандартный кофе с собой.
• Стакан 2 без крышки.
• Стакан 3 с крышкой, в которую я буду периодически дуть.

Какой из методов эффективнее? Может, просто отпивать из каждого из стаканов по очереди и сравнивать? Можно, но не лучше ли измерять точную температуру? Да, именно этим я и займусь.

Вот три стакана с датчиками температуры.

Третий стакан я пытался охлаждать как можно реалистичнее. Я дул на него не постоянно, а время от времени, как будто параллельно занимался другими делами, пока остывал мой кофе.

А теперь перейдем к экспериментальным данным. Ниже приведен график зависимости температуры от времени для трех стаканов.

Нажмите, чтобы увеличить (в новом окне)

Хотя начальная температура немного различалась, отчетливо видно, что быстрее всего остыл стакан без крышки. Почему? Потому что есть всего два способа охладить кофе.

• Первый – теплопроводность. При помещении кофе в среду с более низкой температурой происходит обмен тепловой энергией, и кофе становится холоднее. В моем эксперименте в роли этой среды выступал воздух и поверхность, на которую я поставил стакан. Вряд ли этого бы хватило, чтобы значительно повлиять на температуру кофе.
• Второй метод – использовать испарение. Когда вода на поверхности кофе испаряется, в жидком состоянии остаются молекулы воды с более низкой энергией, что приводит к охлаждению кофе. Отсутствие крышки дает кофе большую площадь для испарения, а значит, и для охлаждения. Если оставить крышку, то можно попробовать дуть в отверстие, чтобы усилить испарение, но очевидно, что это и близко не так эффективно, как если просто снять крышку.

А теперь еще один эксперимент. В некоторых заведениях, когда вы берете кофе с собой, в отверстие в крышке вставляют специальную затычку.

Помогает ли она сохранить кофе горячим? Давайте проверим. Для того, чтобы это понять, я проведу тот же эксперимент с двумя стаканами. Один из них закрыт крышкой, а другой – крышкой с закрытым отверстием для питья. Ниже показан график зависимости от температуры.

Нажмите, чтобы увеличить (в новом окне)

Хотя кажется, что кофе с пробкой для крышки немного холоднее, в стаканах практически одинаковая температура. Честно говоря, я удивлен. Я ожидал, что кофе в стакане без пробки будет заметно холоднее. Похоже, главная функция этой затычки – предотвратить проливание кофе.

Источник.

Материалы по теме:

Лучшие сделки заключаются за завтраком

10 научно доказанных способов улучшения продуктивности

10 полезных продуктов для перекуса на работе

В Петербурге запустили сервис подписки на кофе за 50 рублей