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La mejor forma para relajarse con una taza de café con agua fría y 5 minutos

Datos iniciales

  • 1 x 3/4 taza llena de café / té / tu favorito de la mañana de bebidas
  • agua fría
  • 5 minutos

Teniendo en cuenta que está empezando a hacer calor en el exterior, y todos queremos beber razonablemente fría de café / té (bueno, en cualquier caso, no demasiado caliente), tengo las siguientes opciones:

1. Espere 5 minutos

Así que el café caliente libera tanta energía como sea posible, en los 5 minutos, luego agregar agua fría para llenar la taza de café

2. Añadir agua fría

Por lo que la temperatura se baja tan rápido como sea posible en el inicio, a continuación, deje que el aire haga el resto.

Pregunta

La opción que se enfría el café más ? Hay mejores opciones ?

Por lo que puedo entender, esperar 5 minutos la primera es la opción más obvia, pero me di cuenta de que la física no siempre es tan intuitivo como podemos pensar.

PS: Sería una cuchara para mezclar la bebida tiene ningún impacto sobre la diferencia entre los dos ?

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MrTelly Puntos 201

Veamos cada caso y hacer algunos cálculos. Así, en el primer caso, a la espera de 5 minutos de la adición de un poco de agua fría. Asumir los siguientes valores:

La inicial "caliente" de la temperatura del café $T_H=80^{\circ}C$

La temperatura del medio circundante $T_m=23^{\circ}C$

El uso de Newton de enfriamiento de la ley

$$\frac{dT}{dt}=-k(T-T_m)$$

y después de una simple integración obtenemos

$$T_c=T_m+(T_H-T_m)\mathrm{e}^{-kt}$$

Tomando $k=0.05$ nos encontramos con $T_c$$T_c\simeq63^{\circ}C$. Ahora tenemos que añadir un poco de agua fría. Supongamos que agregamos $1/4^{th}$ de una taza en $T_{cold}=10^{\circ}C$.

$$-Q_{coffee}=Q_{water}$$ $$-cm_{c}\Delta T_{coffe}=cm_{w}\Delta T_{water}$$ $$-\frac{3}{4}(T_f-T_{c})=\frac{1}{4}(T_f-T_{cold})$$

Y nos encontramos con $T_f$ $T_f\simeq49^{\circ}C$

Ahora veamos el segundo método, la mezcla de ellos desde el inicio. Sólo tenemos que sustituir el valor numérico de $T_c$ en la fórmula anterior con la temperatura inicial de la cafetera $T_H$. Haciendo esto, nos encontramos con que la temperatura después de la mezcla es $T_{f}'\simeq 62^{\circ}C$.

Por lo tanto, como Neuneck ya se dijo, el primer método es el mejor. Estos son, en el mejor de algunos cálculos aproximados, pero aún así, la diferencia es claramente visible.

Editar:

Como una respuesta a los comentarios, si agrega más caliente y más caliente que el agua de su café de la temperatura final después de la mezcla será mayor (que crecerá linealmente con la temperatura del agua que añadir). Aquí está una parcela.

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Lodle Puntos 5070

La opción 1 es el camino a seguir. Para una buena aproximación al proceso de enfriamiento tiene una forma exponencial descomposición de la temperatura, por lo que la tasa de enfriamiento es proporcional a la temperatura. Si se agrega el agua fría primero, usted reducirá el efecto de enfriamiento de espera de 5 minutos.

Hicimos este experimento de vuelta en la escuela secundaria. La suposición de que entra aquí es que el descenso de la temperatura causado por la adición de agua fría es aproximadamente independiente de la bebida de la temperatura. Este es justificada mientras la diferencia de temperatura entre el agua fría y caliente de la bebida es grande. Supongo que uno podría poner más detalle en la simulación mediante el cálculo de la mezcla temperatura de forma explícita, aunque...

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bmeck Puntos 346

Si usted tiene un adicional de taza, entonces la manera más efectiva para enfriar el café será la de dirigir la vacía taza con agua fría para enfriar, secar, a continuación, vierta el café en esa taza. A continuación, repita con el enfriamiento de la vacía taza con agua y verter el café de nuevo en ella.

O puede simplemente vierta el café entre las dos tazas continuamente enfriamiento de ayuda, exponiéndolo a su aire.

Revolviendo va a ayudar demasiado, ya que va a mantener el café a una temperatura constante, en lugar de la capa superior, siendo una temperatura más fría que el resto (lo que reducirá la tasa de enfriamiento.)

Para la mezcla de agua fría con su bebida, esto debe ser hecho en el pasado por las razones mencionadas en Nijankowski V de la respuesta; usted va a perder más calor en el mismo tiempo, por estar a una temperatura más alta.

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