Lendav füüsikatsirkus Lendav füüsikatsirkus : (Tassitäie kohvi jahtumiskiirus)

Tassitäie kohvi jahtumiskiirus

Oletame, et saime just valmis tassitäie kuuma kohvi, kuid tahame seda alles hiljem juua. Samuti oletame, et meile meeldib piimaga kohv. Kas selleks, et joomise hetkel oleks kohv võimalikult kuum, tuleks piima lisada pärast kohvi valmimist või vahetult enne joomist? Kas samal ajal tuleks kohvi segada? Kas kohvi sisse peaks asetama lusika? Kas metallist lusikas mõjub teisiti kui plastlusikas? Kas kohvi jahtumiskiirus oleneb sellest, kas kruus (või isegi vedelik ise) on tume või hele?

Vastus Siinkohal tuleb arvestada kolme tegurit. 1) Mida kuumem on kohv, seda rutem see kuumust kaotab. (Kui see oleks ainus oluline faktor, tuleks piima lisada kohe pärast kohvi valmimist, et temperatuuri alandada ja jahtumist pidurdada.) 2) Teatud kogusele kuumale kohvile kindla koguse jaheda piima lisamine annab meile vahepealse temperatuuriga segu. Sealjuures on kohvi temperatuuri langus seda suurem, mida kuumem see piima lisamisel oli. (Kui see oleks ainus oluline faktor, tasuks piima lisamisega oodata.) 3) Piima olemasolu vähendab ilmselt vee aurumist kohvist ja seega ka soojuskadu.

Üks uurijate rühm väitis, et must kohv jahtub tavaoludes umbes 20% kiiremini kui piimaga kohv. Selle põhjuseks on ilmselt viimati kirjeldatud kolmas faktor, mitte mingi muutus infrapunakiirguse intensiivsuses. Nad avastasid samuti, et kui lisatav piim on toatemperatuurist jahedam (näiteks vahetult külmikust võetud), siis jahtub kohv kõige vähem kohese piima lisamise korral. Kui piim on aga toatemperatuurist soojem (mis on harv juhus), siis oleneb piima lisamiseks soodsaim aeg paljudest teguritest, muu hulgas kohvi joomiseni jäänud ajast. Üldiselt on soovitatav lisada piima kohe.

Segamine kiirendab jahtumist, sest kergitab kuuma vedeliku pinnale, kust see saab auruda. Metallist lusikas juhib kogu oma pikkuses soojust (ja jahutab), kui see kohvi sisse jätta, kuid plastlusika puhul sellist efekti ei avaldu.

Värvi küsimus on seotud kiirusega, millega vedelikupind energiat kiirgab. Nähtava valguse spektris kiirgab valge pind enam kui must pind, kuid kruusi (või vedeliku enda) pinna üldine energiakadu on suurem spektri infrapunases osas. Selles vahemikus kiirgavad hele ja tume pind umbes võrdse intensiivsusega, nii et kruusi värv ei mängi rolli.

Kui katta tass pealt kaanega või lisada kohvile vahukoort, püsib kohv kauem soojana, sest aurumine ja sellega kaasnev soojuskadu vähenevad.