Главная » Хабрахабр » Нужна ли вам «умная» кружка или достаточно обычной, или как быстро остывает кофе

Нужна ли вам «умная» кружка или достаточно обычной, или как быстро остывает кофе

Некоторые сразу находят свою нишу, некоторым требуется на это время. Гаджеты входят в нашу жизнь прочно и неотвратимо. Кофе является одним из столпов IT. А есть и такие, которые нам пытаются навязать хитрые маркетологи. Неудивительно, что маркетинг вышел за рамки сортов кофе и типов кофе-машин.

Идея вроде бы хорошая: устанавливать нужную температуру со смартфона, и наслаждаться напитком неограниченное время (а на самом деле вполне себе ограниченное) Но меня зацепила фраза
Вот, например, статья про кружку для поддержания температуры.

подсчитано, что комфортная температура сохраняется всего 37 секунд

Правда, не ясно, кем подсчитано и как. И на первый взгляд выглядит несколько неправдоподобно. Но субъективное неверие не может быть аргументом. Давайте разбираться.

Присутствует разбор имеющихся материалов и собственные измерения.

Немного теории

Автор указывает «комфортную температуру» 60-55ºС. В общем случае — это задача для закона охлаждения Ньютона:

Решение имеет вид:

$T( t )= T_+ ( T_{s} - T_{0})e^{-kt};$

где $T_{s}$ — температура окружающей среды, а $T_{0}$ — начальная температура объекта, k — коэффициент теплопроводности.

Скорость остывания соответственно:

$\frac{dT} {dt}= k( T_{s} - T_{0});$

Таким образом, скорость остывания прямо пропорциональна разнице температур объекта и окружающей среды. То есть максимальная скорость остывания будет сразу после приготовления (95ºС, разница 70-75ºС) а при 60ºС разница с окружающей средой составит всего 35-40ºС. Не так уж много. А чтобы кофе остыл до 55º за 37 секунд, скорость остывания должна быть 8ºС/мин.

Правда, поиск в интернете выдает довольно много практических работ по измерению скорости остывания кружки с водой. К сожалению, k в данной формуле зависит от самой кружки, и может быть вычислен только эмпирически. Например,очень близкая по цели работа.И вот ее результат:

Так что говорить о 37 секундах, за которые вода остынет на 0,74º — это чистой воды маркетинговый ход. То есть, в обычном стакане скорость остывания 1,2 градуса в минуту при 60ºС. При заявленной автором «комфортной температуре» 60-55ºС время остывания составит более 4 минут.

Поэтому я решил поднять свои старые эксперименты, где сравнивал скорость остывания чая и кофе. Но такой результат (1,2ºС/мин) показался мне излишне оптимистичным.

Измерения

Для измерения температуры был использован датчик DS18B20 (производитель указывает точность 0,5º в диапазоне -10+85, датчик внесен в Госреестр средств измерения) и адаптер USB-UART на FT232 (подойтет любой USB-UART).

Большинство из них принимают и виртуальный com-порт. Есть множество программ, работающих с 1-wire через RS-232. Я использовал свою программу, так как в то время мне надо было больше 2 датчиков, а бесплатные программы или демо-версии этого не позволяли.
Будем сравнивать обычную керамическую кружку и безымянную термокружку.


Кружки для тестирования

Воды наливается одинаково по мерке, хотя вместимость термокружки больше.


График остывания.

Целевой для нас диапазон 60-55ºС. Остывание показано с одной точки, хотя при наливании жидкости, начальная температура различалась для разных кружек. Без крышки — около 20 минут. Время остывания закрытой термокружки с момента приготовления напитка до «комфортной» температуры — почти час. Если бы были приведены хоть какие-нибудь ее характеристики. И вот тут бы «умная» кружка пригодилась. А то, если она охлаждает кофе те же полчаса, зачем она нужна?


Остывание с 60 до 55ºС

Результаты

Вероятно, и у упомянутой «умной кружки» теплопотери те же (так как главный вклад в потери вносит отсутствие крышки). Теплопотери термокружки без крышки 9 Вт на тех самых 60 ºС. То есть не дольше закрытой термокружки. И если батарея в кружке меньше 3 Вт•ч (и то при разрядке в ноль), то умная кружка не протянет более 20 мин.

Выводы

  1. В обычной керамической кружке кофе остывает с 60ºС до 55ºС более чем за 6 с половиной минут, в термокружке — почти 17 мин.
  2. Термокружка без крышки практически не имеет преимущества над обычной.
  3. Как показали измерения, наибольший вклад дает крышка, а не стенки кружки.
  4. Как уже было сказано в комментариях к основной статье, лучший способ — это массивная термокружжка, которая остужает напиток с 90-95ºС до комфортной температуры. Правда, для доступных материалов (метал или керамика) масса окажется слишком большой, чтобы охладить напиток именно до 60. В таком случае интересным вариантом была бы кружка с жидкостным наполнением. Напиток бы отдавал нужное количество тепла воде в стенках, а потом эта увеличенная масса жидкости дольше сохраняла нужную температуру. А если сделать возможность доливать теплоноситель, можно будет устанавливать нужную температуру.

А если вы пьете чай или кофе с молоком, то проблема первоначального охлаждения уже решена.

Так что, если в добавок к смартфону, умным часам, наушникам и прочему, вы не хотите заряжать еще и кружку(!), то массивная кружка с крышкой — ваш вариант.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

[Из песочницы] Корпоративная печать, follow me, secure print

Добрый день, уважаемые коллеги. Немного о себе Позвольте представиться, меня зовут Алексей. Работаю в сфере IT вот уже более 15 лет и прошел путь от помощника Админа до менеджера в довольно крупной международной кампании. С недавних пор я осознал, что ...

Дайджест интересных материалов для мобильного разработчика #258 (18 июня — 24 июня)

В новом дайджесте рассказываем про быстрые команды Siri и заработок своим умом, дополненную реальность для музеев и дизайн для финтеха, снова про поиск работы и закат React Native, PWA и даже то, как не застрять в обучении. Подключайтесь! В своих ...