Bir mucize çözülme nasıl çalışır?

Mucize Thaws, yiyecekleri hızlı bir şekilde eritmek için kullanılan bir alettir. Birinin üzerine bir buz küpü koyun ve gözlerinizin önünde erir, ancak her şey dokunuşta serin kalır. Nasıl çalışıyorlar?

(Bu sorudan ilham alan: Etleri çözmek için kap )

başvuru: http://www.engineeringtoolbox.com/conductive-heat-transfer-d_428.html

Isı transfer denklemine bakmak için bir dakikanızı ayıralım. Buna bakarak, daha verimli bir ısı transferi elde etmenin yollarını görebiliriz.

q / A = k dT / s 

q / A = heat transfer per unit area (W/m2)
k = thermal conductivity  (W/mK)
dT = temperature difference (oC)
s = wall thickness (m)

1. Yüksek termal iletkenlik sabiti olan bir malzeme kullanın (bakır gibi)
2. tiner (!) malzemesi
3. sıcaklıkta daha yüksek bir fark sağlamak

Bu thawers'lerin çalışma şeklini anlamak artık kolay olmalı. (1) Bakır gibi ısı iletkenliği sabiti çok yüksek bir malzemeden yapılmışlardır. Bir malzemenin termal iletkenliği ne kadar yüksek olursa, sıcaklığını çevresindeki malzemenin sıcaklığıyla o kadar hızlı eşitleyebilir.

Birbirine dokunan şeyler aynı sıcaklıkta olmak ister . Oda sıcaklığında bakır levha üzerine bir buz küpü yerleştirdiğinizde, bunlar çok farklı sıcaklıklardır. Fakat dokunur dokunmaz, aynı sıcaklıkta olmak istiyorlar , böylece ısı transferi başlıyor. Isı, bakırdan buza "akar", buzun sıcaklığını arttırır (eriterek) ve bakırın sıcaklığını azaltır. Isı aynı zamanda bakırın kendi içinde akar, bu da bakırın buzdan uzak olan kısımlarının bile ısı kaybettiği anlamına gelir.

Bakırın kaybedilen ısısı ile çevresindeki hava ile sıcaklık dengesinden hızla düşer. Ancak hava ve bakır da aynı sıcaklıkta olmak ister ve bu nedenle havadan gelen ısı bakırın içine akar ve oda sıcaklığına geri döner, bu da bakırın buzu biraz daha ısıtmasını sağlar. Fakat elbette bu süreç için belirgin adımlar yoktur: bu ısı transferlerinin tümü aynı anda ve sürekli olarak gerçekleşir. Havanın bir miktar sirkülasyonu olduğu sürece, sınırsız bir oda sıcaklığında ısı kaynağı olduğunu düşünebilirsiniz.

Bakır plakanın üstü, buzla temas eden yüzey alanı miktarını artırmak için muhtemelen düzdür. Bununla birlikte, bakır levhanın dibi, çevre havasıyla yüzey alanını arttırmak için (2) daha fazla kalınlık yaratmayacak şekilde, büyük olasılıkla nervürlü veya kanatlıdır.

Ayrıca bakırı elektrikle, oda sıcaklığının üstünde deşifre edebilir (3) ve ısıtabiliriz, ancak daha sonra yiyeceğin bir kısmını da bu sıcaklığa kadar ısıtma riski vardır. Pasif bakır soğutucu kullanmanın yararı, sıcaklığın oda sıcaklığının üzerine asla çıkmamasıdır!

Buz çözme tepsileri olarak da bilinen mucize çözücüler, yüksek ısı transfer katsayısına sahip metal parçalarıdır. Isı iletkenliği yüksek olan malzemeler, iletkenliği düşük olanlara göre daha verimli bir şekilde ısı transfer eder. Alüminyum ucuzdur ve diğer malzemelere göre yüksek bir termal iletkenliğe sahiptir, bu yüzden çoğu bu malzemeden yapılır.

Ancak, buz çözme tepsileri, reklamların sizin de inandığınız gibi işe yaramadı. Yemeğinizin buz çözme tepsisi olmadan yavaşça çözülmesinin aynı nedeni, bir tanesi ile ne kadar çabuk çözüleceğini ve bunun da havanın zayıf bir ısı iletkeni olmasıdır. Olanları çözdüğünüzde, ortamdan ve nesneler dengeye gelinceye kadar ısının çevreden (hava, karşı yüzey vb.) Nesneye aktarılması, yani her ikisinin sıcaklıkları aynıdır. Bir çözdürme tepsisi, ortamdan transfer etmek için hala ısı almak zorundadır ve bunun ne kadar çabuk yapılabildiği, havadan hala ısı almak zorunda kalmasıyla sınırlıdır. Çözdürme tepsisine soğuk bir nesne koyduğunuzda, tepsi çabucak nesneye ısı aktarır, ancak tepsi nesne kadar soğuk olduğunda hızlı çözülme durur ve

Bu yüzden buz çözme tepsileri buz küplerinin çabucak erimesini sağlamada harikadır ve biraz eritmeyi hızlandıracaktır, o kadar değil.