Miracle Thaws เป็นเครื่องใช้สำหรับละลายอาหารอย่างรวดเร็ว ใส่น้ำแข็งก้อนหนึ่งก้อนและมันจะละลายต่อหน้าต่อตาของคุณ แต่สิ่งทั้งหมดยังคงเย็นสบายต่อการสัมผัส พวกเขาทำงานอย่างไร
(ได้รับแรงบันดาลใจจากคำถามนี้: ภาชนะเพื่อละลายเนื้อสัตว์ )
คำตอบ:
การอ้างอิง: http://www.engineeringtoolbox.com/conductive-heat-transfer-d_428.html
ลองมาดูที่สมการการถ่ายเทความร้อนกันก่อน มองไปที่มันเราสามารถเห็นวิธีที่จะทำให้การถ่ายเทความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น
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)
วิธีการทำงานของ thawers เหล่านี้ควรจะเข้าใจง่าย (1) พวกเขาทำจากวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงมากเช่นทองแดง ยิ่งค่าการนำความร้อนของวัสดุสูงเท่าไรอุณหภูมิของวัสดุที่อยู่รอบ ๆ ก็จะเร็วขึ้นเท่ากัน
สิ่งที่สัมผัสกันต้องการอุณหภูมิเดียวกัน เมื่อคุณวางน้ำแข็งลงบนแผ่นทองแดงที่อุณหภูมิห้องพวกมันจะมีอุณหภูมิที่แตกต่างกันมาก แต่ทันทีที่สัมผัสจะต้องการอุณหภูมิเท่ากันดังนั้นการถ่ายเทความร้อนจึงเริ่มต้นขึ้น ความร้อน "ไหล" จากทองแดงสู่น้ำแข็งเพิ่มอุณหภูมิของน้ำแข็ง (ละลาย) และลดอุณหภูมิของทองแดง ความร้อนก็ไหลไปทั่วทองแดงนั่นเองซึ่งหมายความว่าแม้แต่ส่วนหนึ่งของทองแดงที่อยู่ห่างจากน้ำแข็งก็กำลังสูญเสียความร้อน
เมื่อทองแดงสูญเสียความร้อนมันจะตกลงอย่างรวดเร็วจากอุณหภูมิที่สมดุลกับอากาศรอบตัว แต่อากาศและทองแดงต้องการอุณหภูมิที่เท่ากันและความร้อนจากอากาศ "ไหล" เข้าสู่ทองแดงทำให้มันกลับเข้าใกล้อุณหภูมิห้องซึ่งทำให้ทองแดงสามารถทำให้น้ำแข็งร้อนขึ้นอีก ... แต่แน่นอนว่าไม่มีขั้นตอนที่แตกต่างกันสำหรับกระบวนการนี้: การถ่ายเทความร้อนทั้งหมดเกิดขึ้นพร้อมกันและต่อเนื่อง และตราบใดที่อากาศมีการหมุนเวียนคุณสามารถพิจารณาว่ามันเป็นการจ่ายความร้อนที่อุณหภูมิห้องไม่ จำกัด
ด้านบนของแผ่นทองแดงอาจจะแบนเพื่อเพิ่มปริมาณพื้นที่ผิวสัมผัสกับน้ำแข็ง อย่างไรก็ตามด้านล่างของแผ่นทองแดงอาจเป็นยางหรือครีบเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวด้วยอากาศโดยรอบ แต่ไม่มี (2) สร้างความหนามากขึ้น!
นอกจากนี้เรายังสามารถจัดการกับ (3) และให้ความร้อนแก่ทองแดงด้วยความร้อนที่สูงกว่าอุณหภูมิห้อง แต่จากนั้นเราก็เสี่ยงต่อการให้ความร้อนกับอาหารในอุณหภูมินั้นเช่นกัน ข้อดีของการใช้ฮีทซิงค์ทองแดงแบบพาสซีฟคืออุณหภูมิจะไม่สูงกว่าอุณหภูมิห้อง!
มิราเคิล thaws หรือที่เรียกว่าถาดละลายน้ำแข็งเป็นเพียงชิ้นส่วนของโลหะที่มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงถ่ายโอนความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ อลูมิเนียมมีราคาถูกและมีค่าการนำความร้อนสูงเมื่อเทียบกับวัสดุอื่นดังนั้นส่วนใหญ่ทำจากวัสดุนั้น
อย่างไรก็ตามถาดละลายน้ำแข็งก็ไม่ได้ผลเช่นเดียวกับโฆษณาที่คุณเชื่อ เหตุผลเดียวกับที่อาหารของคุณละลายช้าๆโดยไม่มีถาดละลายน้ำแข็งจะ จำกัด ว่ามันจะละลายเร็วแค่ไหนและนั่นเป็นเพราะอากาศเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี เมื่อคุณละลายสิ่งที่เกิดขึ้นคือความร้อนถูกถ่ายโอนจากสภาพแวดล้อม (อากาศพื้นผิวเคาน์เตอร์ ฯลฯ ) ไปยังวัตถุจนกระทั่งสภาพแวดล้อมและวัตถุอยู่ในสภาวะสมดุลนั่นคืออุณหภูมิของทั้งสองจะเท่ากัน ถาดละลายยังคงต้องได้รับความร้อนจากสภาพแวดล้อมในการถ่ายโอนและวิธีที่รวดเร็วในการทำสิ่งนี้ถูก จำกัด ด้วยความจริงที่ว่ามันยังต้องได้รับความร้อนจากอากาศ เมื่อคุณวางวัตถุเย็นลงบนถาดละลายถาดจะถ่ายโอนอย่างรวดเร็วความร้อนไปยังวัตถุ แต่เมื่อถาดเย็นลงเหมือนวัตถุการหยุดอย่างรวดเร็วจะหยุดและ '
ดังนั้นถาดละลายจึงยอดเยี่ยมในการทำให้ก้อนน้ำแข็งละลายอย่างรวดเร็วและพวกเขาจะเพิ่มความเร็วในการละลายเล็กน้อยไม่มากนัก