Комментарии 94
Обычная термокружка уменьшает потери тепла. Кружка из статьи аккумулирует тепло. Если сделать кружку, которая и аккумулирует тепло и уменьшает потери тепла, будет идеально.
В комбинации с обычной термокружкой это должно работать.
Парафин по этому критерию пролетает — у него при расплавлении плотность понижается. Поликапролактон вроде как тоже (1,021 г/см3 жидкий и около 1,2 твердый).
habr.com/post/413063/#comment_18784631
Зы. Рак — по ряду достоверных данных возникает от питья очень горячих напитков. Снижая температуру напитка — мы гарантированно снизим заболевание раком. Теперь кофе можно пить почти сразу, не ожидая пока оно остынет (ожидая, но меньше)
«Результаты свидетельствуют о том, что употребление слишком горячих напитков является вероятной причиной рака пищевода и именно температура, а не сами напитки, как представляется, несут ответственность (за развитие рака — прим. «Ленты.ру»)», — сказал директор Международного агентства по изучению рака Кристофер Уайльд
Hot beverage and food consumption was significantly associated with EC risk, with an odds ratio (OR) of 1.82 (95% confidence interval [CI], 1.53–2.17).
То есть рак почти вдвое чаще возникает у любителей горячих напитков.
Авторы честно говорят, какие данные для метаанализа согласно выбранным им критериям им подошли, и где они были проведены:
Seventeen studies were conducted in China, six in Uruguay, three in Argentina, three in Brazil, three in Paraguay, three in India, three in Iran, two in British, one in Australia, one in Sweden, one in Greece, one in Kenya, and one in Japan .
Критерии выборки у них в статье также описаны, цитировать не буду, чтоб не раздувать. Сколько исследований было проведено по Европе, и можно ли по такому количеству дать статистически достоверный результат — думаю видите. С тех пор разгромной статьи о том, что всё это ложь, звездёжь, и провокация, от других научных групп вроде как не поступало. Если бы это исследование было уровня сералини, то научное сообщество уже давно бы на него ответило, думается мне.
ПЫСЫ. Когда я второпях, не дождавшись пока чай остынет, его хлебану́ — потом облазит всё нёбо и язык как варёный. Как народ умудряется пить кипяток — ума не приложу. С моей, обыденной точки зрения, варить внутренности — это тоже не полезно. Только моё личное мнение не обладает никаким весом, в отличие от проведённого метаанализа, который за три года так никто и не опроверг. И я сомневаюсь, что не опроверг лишь только потому, что всем пофиг, ибо тема рака является одной из горячих. Теорию о научном заговоре мы тоже рассматривать не будем, я думаю. :-)
1. Пьют много горячего чая
2. Пьют его лежа, увеличивая время прохождения напитка по пищеводу
Возможно, Вы при этом так же без проблем можете есть острую пищу в больших количествах? Грубо говоря, пониженная чувствительность слизистой оболочки рта.
Много острой пищи, а кипяточек это «вишенка на торте».Вы неправильно расставляете приоритеты. Перец только КАЖЕТСЯ острым — капсаицин — раздражает температурные рецепторы у нас во рту и таким образом вызывает ощущение жгучести. А кипяток — физически вызывает ожог. При нагревании белков выше температур, присущих живым организмам белки утрачивают характерную для них третичную или вторичную структуру. В этом случае белок теряет свою биологическую активность, и говорят, что он денатурируется.
Можно провести опыт — помазать одну ногу перцовой мазью а вторую обварить кипятком — и сравнить через день последствия.
Первая фаза — работа на испарение легколетучего агента (резкое охлаждение), вторая фаза — конденсация с поддержанием требуемой температуры.
Чтобы конденсация работала на поддержание температуры чая, а не рассеивание тепла вовне, можно, во-первых, решить это оребрением внутренней части оболочки (контактирующей другой стороной с чаем, а не с атмосферой), во-вторых, подобрать испаряющийся агент следующим образом: температура испарения ближе к температуре чая, чем к комнатной; также имеющий растущую зависимость теплоемкости от температуры.
Пересчитал по быстрому и очень примерно: теплоотдача кубометра воды со 100 град до 40 град 252 МДж, парафина с учетом фазового перехода и теплоемкости 285 МДж. Разница всего в 13%.
С чего вы взяли?
Нагрев кг парафина на 50 градусов при т0=20°С потребует 259 кДж тепла. Запасение такого же количества тепла водой потребует ее нагрева на 62 градуса. При этом из за более низкой температуры, теплопотери нагретого парафина меньше. Очевидно, парафин победил.
А греть воду до фазового перехода еще эффективнее, но технологически сложнее и опаснее ее хранить
Вода гораздо более активна и все, что взаимодействует с ней подвержено коррозии, в этом ее недостаток. Но тут уж от задач зависит, если надо будет, то и водород в качестве теплоносителя использовать будут (у него самая высокая из известных мне удельных теплоемкостей)
Я пример с парафином привел чтобы показать, что фазовый переход — прекрасное физическое явление очень даже пригодное для запасения тепла. И в случае с водой он тоже будет действовать. Причем при испарении воды требуется в 15 раз больше энергии чем для плавления парафина.
Не говоря про разницу в стоимости.
Плюс после 60градусов воду еще можно нагреть на 35. А у парафина в жидком виде теплоемкости значительно меньше.
Фишка в том, что кг парафина занимает места прилично больше кг воды.
Всего на 10% больше, не так страшно
Не говоря про разницу в стоимости.
Зато с парафином не корродируют металлы. И его теплоту можно использовать при более низких температурах, что иногда незаменимо
А у парафина в жидком виде теплоемкости значительно меньше
Откуда информация такая? Судя по статье, теплоемкость парафина с температурой только растет (см рис. 8)
Потому сразу после фазового переходя парафин не догонит уже воду.
Плотность в ТВЕРДОМ состоянии 0.9, а в жидком он еще на 10-20% больше обьема занимает.
Плюс парафин можно случайно зажечь.
Я привел пример, когда фазовый переход позволяет получить лучшие показатели для вещества с заведомо меньшей теплоемкостью. И это слишком серьезный эффект, чтобы говорить, что «фазовый переход бесполезен».
В промышленных вариантах используются блоки из керамики или из специально обработанного оксида железа.
Интересно, какой получился объем/масса парафина, и какова емкость кружки?
Когда я прикидывал, у меня получалось, что масса парафина должна быть примерно сопоставима с массой воды, чтобы только за счет фазового перехода «впитать» всю лишнюю теплоту. Ну или поменьше, если учесть, что исходно кружка имеет температуру порядка 20 градусов и парафин надо прогреть до температуры плавления.
Ну и, конечно, нужна еще внешняя теплоизоляция. Это без вариантов.
1. Нагрев твердого парафина и внутреннего стакана кружки.
2. Плавление парафина
3. Нагрев жидкого парафина (пусть даже до 65).
Понятно, что по сравнению с ФП все остальное мало.
Кроме того, в данном опыте начальная температура была всего 80.
Вы правы. Вот расчет на пальцах:
Удельная теплоемкость для воды — одна калория на грамм. Удельная теплота плавления парафина в районе 50 калории на грамм + удельная теплоемкость парафина 0.5 кал/грамм.
На старте вода 100 градусов, парафин 20. Пусть масса воды N, а парафина N*X. Чему равно X, чтобы парафин нагрелся и весь перешел в жидкость при 60 градусах, а вода отдала ему всю запасенную энергию?
(100-60)N= ((60-20)0.5+50)NX
Отсюда 40=70*X
X=4/7
Итого — нужно примерно 4/7 парафина по отношению к воде, чтобы на точке 60 градусов, парафин запас полную энергию остывания воды со 100 градусов.
Скажите, а вы проводили измерения, если заполнить пространство не парафином, а водой или песком? Очень интересно как при этом изменится поведение.
не содержит токсичного кадмия или пожароопасных щелочных металлов.
но содержит токсичный свинец :)
Применение на лабораторных животных показало, что наиболее растворимые соли индия очень токсичны, доза менее 5мг/кг приводит к смерти при парентеральном пути проникновения в организм.
Энциклопедия по охране и безопасности труда
Я вот не помню, влияет ли вообще аморфность/кристалличность, или только разброс по составу (парафин — смесь разных углеводородов).
Вот результат одного эксперимента:
— полка есть.
Или вот еще эксперимент:
Но вот парафин вполне себе кристаллическое вещество c молекулярной решеткой (как и у воды, углекислого газа и т.п.)
Вроде не сложно было подождать чуть подольше, пока до почти комнатной температуры остынет.
Если держать в голове, что температура от времени будет зависеть как:
T(t) = (T0-Ta)*exp(-kt) + Ta,
где Ta — температура окружающей среды, T0 — начальная температура, а k — положительный коэффициент, зависящий от интенсивности переноса тепла, то простая аппроксимация показывает эту «полку» в случае с фазовым переходом, и не показывает её в оригинальной кружке.
Тут полки нет. Синий — исходные данные, красный — аппроксимация
Тут в районе 50 градусов видна полка. Просто теплообмен сильнее. Синий — исходные данные, красный — аппроксимация.
И на графике аппроксимации термокружки видно, что такая аппроксимация существует и совпадает с экспериментальными данными довольно точно.
А вот попытка аппроксимировать экспонентой результат с фазовым переходом показывает, что такой аппроксимации нет. Она не сходится с экспериментом именно из-за скрытой теплоты перехода: до критической точки спадание температуры сильнее, чем нужно, а после — слабее, что видно на моём втором графике.
нужно проектировать свою кружку и печатать на 3д принтере, чтоб объем парафина был как минимум половина от объема воды
У PLC температура плавления около 60 градусов.
Хм… Очевидно, нужно предусмотреть расширительную полость.
Аналогично как вода со льдом в стакане будет иметь температуру 0, пока весь лед не растает.
Thero по дизайну понравилась.
В качестве теплоаккумулятора очень широко применяют ПЭГ-4000 (полиэтиленгликоль). Температура плавления 60-65 градусов, удельная теплота плавления примерно такая же, как и у парафина. Безвреден для людей и животных (допустимо использовать в пищевых продуктах).
На основе ПЭГ, кстати, делают так называемый "водорастворимый воск".
Т.е. между внутренним стаканом и внешним установить биметаллические пластины с точкой крепления к горячему стакану. ( К сожалению, не знаю как вставить картинку).
Когда наливаем горячую жидкость — пластины отодвигаются от внутреннего стакана и касаются внешнего (отводим тепло), остывает — пластины возвращаются, тепловой контакт теряется.
Как-то так.
возможно они дадут более равномерную отдачу тепла
www.kickstarter.com/projects/705847536/coffee-joulies-your-coffee-just-right
Тестирование самодельной термокружки на фазовом переходе