Câu trả lời ngắn gọn là: dụng cụ dạng nón bằng nhựa là tốt nhất. Chúng hấp thụ nhiệt từ nước nóng ít hơn, truyền nhiệt ít hơn và mất nhiệt vào không khí chậm hơn. Show Kết luận này có vẻ đáng lo ngại đối với một số độc giả tập trung vào vấn đề đang gia tăng xung quanh ô nhiễm nhựa. Chúng tôi vui mừng thông báo rằng chúng tôi đã bắt đầu công việc trong một khóa học có tên Cafe Sustainability sẽ xem xét để làm sáng tỏ những vấn đề này. Hơn nữa, sự phát triển của BH Unlimited có nghĩa là các thuê bao của chúng tôi đang giúp làm cho khóa học quan trọng này truy cập mở. Đúng vậy, khóa học Cafe Sustainability sẽ miễn phí. Để thực sự hiểu tại sao nhựa là sự lựa chọn tốt nhất của vật liệu từ quan điểm pha chế, chúng ta cần đi sâu vào một vật lý nhỏ. Có ba điều ảnh hưởng đến lượng nhiệt bạn mất qua hình nón: *Độ dẫn điện – đo tốc độ truyền nhiệt vào và đi qua hình nón *Nhiệt dung riêng – năng lượng nhiệt cần thiết để thay đổi nhiệt độ của hình nón *Mất nhiệt ở bề mặt – làm thế nào nhanh chóng hình nón truyền nhiệt cho khí quyển Bạn có thể nhớ từ những bài học khoa học ở trường trung học rằng nhựa là chất cách điện tốt và kim loại là chất dẫn điện tốt. Thủy tinh và gốm rơi ở đâu đó ở giữa. Điều đó cho chúng ta biết rằng nhựa thắng trên độ dẫn, ít nhất là – nhưng bao nhiêu?
( Như bạn có thể thấy, đồ sứ có độ dẫn điện gấp 20 lần so với acrylic (một loại nhựa thông thường). Điều này có nghĩa là nhiệt sẽ truyền ra khi bạn pha chế và đi vào hình nón nhanh hơn nhiều. Tiếp theo, chúng tôi xem xét bao nhiêu năng lượng mà hình nón có khả năng hấp thụ. Đây được gọi là nhiệt dung riêng và được đo bằng joules trên mỗi kg mỗi độ – nói cách khác, cần bao nhiêu joules năng lượng để thay đổi nhiệt độ của một kg vật liệu một độ
Vậy nhựa cần nhiều năng lượng nhiệt trên mỗi kg để tăng nhiệt độ thêm một lượng nhất định. Tuy nhiên, một hình nón bằng gốm điển hình nặng gấp bốn lần so với hình nón bằng nhựa, vì vậy nó sẽ hấp thụ nhiệt lượng gấp khoảng 3,5 lần so với nhiệt độ tương tự. Điều này thường khiến mọi người vấp ngã: thật phổ biến khi nghe các baristas nói rằng họ thích nón gốm vì họ giữ nhiệt hơn. Tuy nhiên, đây thực sự là một điều tồi tệ, vì nó có nghĩa là nó lấy thêm nhiệt từ nước pha chế Câu trả lời ngắn gọn là: dụng cụ pha chế thủ công bằng nhựa là tốt nhất. Chúng hấp thụ nhiệt từ nước nóng ít hơn, truyền nhiệt ít hơn và mất nhiệt vào không khí chậm hơn. Kết luận này có vẻ đáng lo ngại đối với một số độc giả tập trung vào vấn đề đang gia tăng xung quanh ô nhiễm nhựa. Chúng tôi vui mừng thông báo rằng chúng tôi đã bắt đầu công việc trong một khóa học có tên Cafe Sustainability sẽ xem xét để làm sáng tỏ những vấn đề này. Hơn nữa, sự phát triển của BH Unlimited có nghĩa là các thuê bao của chúng tôi đang giúp làm cho khóa học quan trọng này truy cập mở. Đúng vậy, khóa học Cafe Sustainability sẽ miễn phí. Để thực sự hiểu tại sao nhựa là sự lựa chọn tốt nhất của vật liệu từ quan điểm pha chế, chúng ta cần đi sâu vào một vật lý nhỏ. Có ba điều ảnh hưởng đến lượng nhiệt bạn mất qua dụng cụ pha chế thủ công: *Độ dẫn điện – đo tốc độ truyền nhiệt vào và đi qua hình dụng cụ *Nhiệt dung riêng – năng lượng nhiệt cần thiết để thay đổi nhiệt độ của hình dụng cụ *Mất nhiệt ở bề mặt – làm thế nào nhanh chóng hình dụng cụ truyền nhiệt cho khí quyển Bạn có thể nhớ từ những bài học khoa học ở trường trung học rằng nhựa là chất cách điện tốt và kim loại là chất dẫn điện tốt. Thủy tinh và gốm rơi ở đâu đó ở giữa. Điều đó cho chúng ta biết rằng nhựa thắng trên độ dẫn, ít nhất là – nhưng bao nhiêu?
( Như bạn có thể thấy, đồ sứ có độ dẫn điện gấp 20 lần so với acrylic (một loại nhựa thông thường). Điều này có nghĩa là nhiệt sẽ truyền ra khi bạn pha chế và đi vào hình dụng cụ nhanh hơn nhiều. Tiếp theo, chúng tôi xem xét bao nhiêu năng lượng mà hình dụng cụ có khả năng hấp thụ. Đây được gọi là nhiệt dung riêng và được đo bằng joules trên mỗi kg mỗi độ – nói cách khác, cần bao nhiêu joules năng lượng để thay đổi nhiệt độ của một kg vật liệu một độ
Vậy nhựa cần nhiều năng lượng nhiệt trên mỗi kg để tăng nhiệt độ thêm một lượng nhất định. Tuy nhiên, một hình dụng cụ bằng gốm điển hình nặng gấp bốn lần so với hình dụng cụ bằng nhựa, vì vậy nó sẽ hấp thụ nhiệt lượng gấp khoảng 3,5 lần so với nhiệt độ tương tự. Điều này thường khiến mọi người vấp ngã: thật phổ biến khi nghe các baristas nói rằng họ thích dụng cụ gốm vì họ giữ nhiệt hơn. Tuy nhiên, đây thực sự là một điều tồi tệ, vì nó có nghĩa là nó lấy thêm nhiệt từ nước pha chế Mất nhiệt ở bề mặtCuối cùng, nhiệt rời khỏi hình dụng cụ vào khí quyển bằng cách đối lưu hoặc bức xạ. Tốc độ đối lưu phụ thuộc vào nhiệt độ bề mặt. Nhiều vật liệu dẫn điện sẽ truyền năng lượng nhiệt lên bề mặt nhanh hơn. Một khi nhiệt ở bề mặt, các vật liệu có nhiệt dung riêng thấp hơn sẽ dụng cụ hơn với một lượng truyền nhiệt nhất định. Vì vậy, nhựa, với độ dẫn thấp hơn và nhiệt dung riêng cao hơn, sẽ mất ít năng lượng đối lưu hơn so với các vật liệu khác. Tốc độ mất nhiệt do bức xạ không chỉ phụ thuộc vào vật liệu mà cả cấu trúc của nó, bao gồm cả độ bóng của nó, cũng như nhiệt độ bề mặt, do đó rất khó để ước tính bằng tính toán. Thủy tinh, sứ và nhựa đều sẽ tỏa ra một lượng tương tự cho một nhiệt độ nhất định. Thép sẽ tỏa ra ít hơn, nhưng điều này được bù đắp bởi thực tế là độ dẫn cao và nhiệt dung riêng thấp có nghĩa là nhiệt độ bề mặt sẽ nóng hơn nhanh hơn nhiều. Hơn nữa, sự mất nhiệt tối đa của bức xạ là khoảng một nửa so với đối lưu. Còn dụng cụ cách điện thì sao?Không khí là chất cách điện tốt hơn bất kỳ vật liệu nào trong số này, với độ dẫn khoảng 0,02 W / mK. Một số dụng cụ thiết kế hình nón tồn tại tận dụng lợi thế này, sử dụng một bức tường đôi để giữ một lớp không khí hoặc cấu trúc dạng lưới mở để giảm thiểu lượng vật liệu tiếp xúc với bộ lọc, để nó mở ra không khí. Những thiết kế này có thể giúp giữ nhiệt ở một mức độ nào đó – tuy nhiên ngay cả trong những trường hợp này, vật liệu tốt nhất để chế tạo chúng vẫn là nhựa. Trong các dụng cụ thủy tinh hai lớp, khối thủy tinh vẫn sẽ hấp thụ rất nhiều nhiệt trước khi lớp không khí phát huy tác dụng. Một dụng cụ hình nón 2 lóp bằng nhựa sẽ hiệu quả tốt hơn nhiều. Trong các hình dụng cụ kiểu lưới kim loại, diện tích bề mặt của kim loại vẫn còn đáng kể, điều đó có nghĩa là nó vẫn sẽ hút một lượng nhiệt ra khỏi khi pha chế và tản ra khí quyển. Cũng sẽ có thêm tổn thất nhiệt ở bề mặt bộ lọc bên ngoài do bay hơi, đây là một cách truyền nhiệt hiệu quả cho khí quyển. Cuối cùng, sử dụng một vật liệu gần hơn với polystyrene mở rộng sẽ làm công việc tương tự tốt hơn và rẻ hơn nhiều. Phần kết luậnVì vậy, dựa trên ba yếu tố này, dụng cụ nhựa luôn chiến thắng – chúng hấp thụ nhiệt từ nước pha chế ít nhanh hơn, hấp thụ nhiệt ít hơn và mất nhiệt đó vào không khí chậm hơn. Thiết kế của dụng cụ hình nón, đặc biệt là trọng lượng và diện tích bề mặt của nó, đóng một phần, nhưng bất kể lựa chọn thiết kế nào được thực hiện, nhựa là vật liệu hợp lý để sử dụng. Cuối cùng, nhiệt rời khỏi hình nón vào khí quyển bằng cách đối lưu hoặc bức xạ. Tốc độ đối lưu phụ thuộc vào nhiệt độ bề mặt. Nhiều vật liệu dẫn điện sẽ truyền năng lượng nhiệt lên bề mặt nhanh hơn. Một khi nhiệt ở bề mặt, các vật liệu có nhiệt dung riêng thấp hơn sẽ nóng hơn với một lượng truyền nhiệt nhất định. Vì vậy, nhựa, với độ dẫn thấp hơn và nhiệt dung riêng cao hơn, sẽ mất ít năng lượng đối lưu hơn so với các vật liệu khác. Tốc độ mất nhiệt do bức xạ không chỉ phụ thuộc vào vật liệu mà cả cấu trúc của nó, bao gồm cả độ bóng của nó, cũng như nhiệt độ bề mặt, do đó rất khó để ước tính bằng tính toán. Thủy tinh, sứ và nhựa đều sẽ tỏa ra một lượng tương tự cho một nhiệt độ nhất định. Thép sẽ tỏa ra ít hơn, nhưng điều này được bù đắp bởi thực tế là độ dẫn cao và nhiệt dung riêng thấp có nghĩa là nhiệt độ bề mặt sẽ nóng hơn nhanh hơn nhiều. Hơn nữa, sự mất nhiệt tối đa của bức xạ là khoảng một nửa so với đối lưu. Còn vật liệu cách điện thì sao?Không khí là chất cách điện tốt hơn bất kỳ vật liệu nào trong số này, với độ dẫn khoảng 0,02 W / mK. Một số thiết kế hình nón tồn tại tận dụng lợi thế này, sử dụng một bức tường đôi để giữ một lớp không khí hoặc cấu trúc dạng lưới mở để giảm thiểu lượng vật liệu tiếp xúc với bộ lọc, để nó mở ra không khí. Những thiết kế này có thể giúp giữ nhiệt ở một mức độ nào đó – tuy nhiên ngay cả trong những trường hợp này, vật liệu tốt nhất để chế tạo chúng vẫn là nhựa. Trong các nón thủy tinh hai lớp, khối thủy tinh vẫn sẽ hấp thụ rất nhiều nhiệt trước khi lớp không khí phát huy tác dụng. Một hình nón 2 lóp bằng nhựa sẽ hiệu quả tốt hơn nhiều. Trong các hình nón kiểu lưới kim loại, diện tích bề mặt của kim loại vẫn còn đáng kể, điều đó có nghĩa là nó vẫn sẽ hút một lượng nhiệt ra khỏi khi pha chế và tản ra khí quyển. Cũng sẽ có thêm tổn thất nhiệt ở bề mặt bộ lọc bên ngoài do bay hơi, đây là một cách truyền nhiệt hiệu quả cho khí quyển. Cuối cùng, sử dụng một vật liệu gần hơn với polystyrene mở rộng sẽ làm công việc tương tự tốt hơn và rẻ hơn nhiều. Phần kết luậnVì vậy, dựa trên ba yếu tố này, nón nhựa luôn chiến thắng – chúng hấp thụ nhiệt từ nước pha chế ít nhanh hơn, hấp thụ nhiệt ít hơn và mất nhiệt đó vào không khí chậm hơn. Thiết kế của hình nón, đặc biệt là trọng lượng và diện tích bề mặt của nó, đóng một phần, nhưng bất kể lựa chọn thiết kế nào được thực hiện, nhựa là vật liệu hợp lý để sử dụng. |
