“Чудо-оттаивание” - это посуда для быстрого размораживания пищи. Положите на него кубик льда, и он растает на глазах, но при этом все остается прохладным на ощупь. Как они работают?
(Вдохновленный этим вопросом: Посуда для размораживания мяса ]
Справочник: http://www.engineeringtoolbox.com/conductive-heat-transfer-d428.html
Давайте посмотрим на уравнение теплопередачи. Глядя на него, мы видим, как получить более эффективную теплопередачу
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)
Способ, которым эти оттаиватели теперь должны быть легкими для понимания. (1) Они сделаны из материала, который имеет очень высокую постоянную теплопроводность, как медь. Чем выше теплопроводность материала, тем быстрее он может выровнять его температуру с температурой окружающего материала.
Вещи, которые касаются друг друга want быть той же самой температурой. Когда вы кладете кубик льда на лист меди комнатной температуры, они очень разные температуры. Но как только они прикасаются, они want хотят быть той же самой температуры, так что теплопередача начинается. Тепло “течет” от меди к льду, повышая температуру льда (плавя его), и снижая температуру меди. Тепло также течет по всей меди, а это означает, что даже те части меди, которые находятся далеко от льда, теряют тепло.
С медью, теряющей тепло, она быстро выпадает из температурного равновесия с окружающим воздухом. Но воздух и медь также want быть той же самой температуры, и поэтому тепло от воздуха “течет” в медь, возвращая ее обратно ближе к комнатной температуре, что в свою очередь позволяет меди нагревать лед немного больше…… Но, конечно, в этом процессе нет четких шагов: все эти теплообмены происходят одновременно и непрерывно. И пока воздух имеет некоторую циркуляцию, можно считать, что это неограниченный запас тепла комнатной температуры.
Верхняя часть медной пластины, вероятно, плоская, чтобы увеличить площадь поверхности, соприкасающейся со льдом. Нижняя часть медной пластины, однако, вероятно, ребристые или ребристые, чтобы увеличить площадь поверхности с окружающим воздухом, но без (2) создания большей толщины!
Мы могли бы также обратиться (3) и нагреть медь электрически, выше комнатной температуры, но затем мы рискуем нагреть часть пищи до этой температуры, а также. Преимущество использования пассивного радиатора меди заключается в том, что температура никогда не поднимется выше комнатной температуры!
Чудо-разморозки, также известные как лотки для размораживания, представляют собой просто куски металла с высоким коэффициентом теплопроводности. Материалы с высокой теплопроводностью передают тепло более эффективно, чем материалы с низкой теплопроводностью. Алюминий дешев и имеет высокую теплопроводность по сравнению с другими материалами, поэтому большинство из них изготовлены из этого материала.
Тем не менее, лотки для размораживания на самом деле не работают так хорошо, как вы могли бы поверить в рекламные ролики. По той же причине, что ваша пища оттаивает медленно без размораживания лоток ограничивает, как быстро он будет оттаивать с одним, и это потому, что воздух является плохим проводником тепла. При оттаивании происходит то, что тепло передается от окружающей среды (воздуха, поверхности счетчика и т.д.) к объекту до тех пор, пока окружающая среда и объект не окажутся в равновесии, т.е. температуры обоих объектов будут одинаковыми. Лоток для оттаивания все еще должен получать тепло из окружающей среды для передачи, и то, как быстро он может это сделать, ограничено тем, что он все еще должен получать тепло из воздуха. Когда вы кладете холодный объект на лоток для оттаивания, лоток быстро передаст тепло к объекту, но как только лоток получает так же холодно, как объект, быстрое оттаивание останавливается, и все сводится к тому, как быстро окружающая среда может передать тепло, которое не так быстро.
Таким образом, лотки для оттаивания отлично справляются с тем, чтобы кубики льда быстро таяли, и они ускоряют оттаивание немного, только не так много.