Naši interní všeználci odpovídají na otázky týkající se vaší interakce s technikou.

Q: Jaký je nejlepší chladič z pohledu fyziky?

A: Nejprve připomínka ze středoškolské fyziky: Teplo na atomární úrovni je pohyb molekul. Čím rychleji se pohybují, tím je pevná látka/kapalina/plyn teplejší. V horkém plynu to znamená, že molekuly sviští a odrážejí se od stěn. V horké pevné látce molekuly vibrují tam, kde se nacházejí, a předávají své vibrace všem pomaleji vibrujícím sousedům prostřednictvím pružných molekulárních vazeb, které drží pevnou látku pohromadě.

Studeno je nepřítomnost tepla, podobně jako tma je nepřítomnost světla. Cílem chladiče tedy není ani tak udržet „chlad“ uvnitř, ale udržet teplo venku. Jak dobře to chladič dokáže, závisí na třech klíčových faktorech: izolaci, vzduchu a ledu.

Jaký je tedy nejlepší chladič? Zamyslete se nad tím z hlediska termodynamiky:

Ten s tlustou izolací z pěny s uzavřenými buňkami

Všechny komerční chladničky obecně používají stejný způsob izolace: pěnu mezi vnitřní a vnější stěnou. Pěna je dobrým izolantem ze dvou důvodů. Za prvé je naplněna bublinkami plynu; plyny vedou teplo méně účinně než kapaliny nebo pevné látky a uvěznění plynu v malých bublinkách zabraňuje účinnému přenosu tepla konvekcí. Za druhé, molekuly polymeru, které tvoří stěny bublinek, jsou spojeny poměrně volně; to omezuje rychlost přenosu tepla z jedné molekuly na druhou. (Molekuly v materiálech s vysokou tepelnou vodivostí, jako je kov, obsahují volně tekoucí elektrony, které předávají teplo snadněji než jejich méně pohyblivé protějšky.)

Ale ne všechny pěny jsou stejné! Máte pěnu s uzavřenými buňkami a pěnu s otevřenými buňkami. Pěna s uzavřenými buňkami je hustá a tuhá a většina bublinek plynu se vzájemně nedotýká. Pěna s otevřenými buňkami je pružnější a lehčí, ale protože se většina bublinek plynu vzájemně dotýká, snáze se přes ni šíří teplo, a proto hůře izoluje. Oba typy pěny také zadržují různé druhy plynů: Pěny s otevřenými buňkami jsou často naplněny vodní párou, zatímco pěny s uzavřenými buňkami jsou naplněny různými jinými chemickými látkami s lepšími izolačními vlastnostmi, jako je například pentan. (Po desetiletí byla většina izolačních pěn s uzavřenými buňkami plněna freony; ty byly vyřazeny poté, co byl zjištěn jejich vliv na ozonovou vrstvu. Většina současných pěnových plynů není tak dobrá pro ochranu studeného masa, ale je podstatně lepší pro ochranu atmosféry!“

Otevřená pěna je typ pěny, která se používá v měkkých obědových boxech a podobně, zatímco chladicí boxy s tvrdou bočnicí obvykle obsahují ve svých stěnách uzavřenou pěnu. Vzhledem k jejich rozdílné izolační schopnosti je pro vás téměř vždy výhodnější chladicí box s tvrdými stěnami než s měkkými stěnami, pokud není limitujícím faktorem přenosnost.

V neposlední řadě, a to především intuitivně, bude účinnost vašeho chladicího boxu záviset na tloušťce pěny použité k jeho izolaci. Některé levnější chladiče nemají izolaci ve víku, nebo pak mají tenčí izolaci ve spodní části chladiče; oba tyto faktory sníží účinnost vašeho chladiče. Pokud je navíc víko chladicího boxu vybaveno držáky na nápoje, zvažte, zda do jejich spodní části nevložit zátku z izolačního materiálu, jako je polystyren. (Nebo pokud je nepoužíváte, zvažte jejich vyplnění pěnou ve spreji nebo paměťovou pěnou!)

Která zůstane plná a neotevřená

V porovnání s pevnými látkami a kapalinami je vzduch špatným vodičem tepla. Ale nepodceňujte ho! Pokaždé, když se obsah chladicího boxu dostane do kontaktu s teplejším vzduchem venku, dostanou se tam tyto rychleji se pohybující molekuly a šťouchnou vaše studené molekuly do žeber, čímž se zrychlí jejich pohyb – a vaše pivo bude o něco teplejší. Z tohoto důvodu je nejlepší, abyste chladicí box neotevírali často. Zvažte možnost mít oddělené chladicí boxy na potraviny a na nápoje.

Dobrý chladicí box bude navíc vzduchotěsný. Zkontrolujte těsnění kolem víka chladicího boxu a ujistěte se, že propouští co nejméně vzduchu. Některé chladničky, například YETI a Orca, jsou lisovány z jednoho kusu plastu beze švů, a to procesem zvaným roto-molding. Je to neuvěřitelně účinný způsob, jak zabránit přístupu vzduchu, ale může být také neuvěřitelně drahý.

Pokud je možné chladicí box naplnit tak, aby v něm nebyly žádné vzduchové kapsy, udělejte to – nejlépe ledem. Protože zatímco směs ledu a rozpuštěné vody v chladicím boxu bude mít vždy 32 stupňů Celsia, jakýkoli vzduch v chladicím boxu bude teplejší. Vyplněním těchto vzduchových kapes ledem se tohoto problému zbavíte.

Jeden s patřičným množstvím (a tvarem) ledu

Všeobecně přijímaný poměr ledu k obsahu je přibližně 2:1.

Všeobecně přijímaný poměr ledu k obsahu je přibližně 2:1. (Ideální poměr má tolik faktorů, včetně měrného tepla obsahu, že nemá cenu ho před každým kempováním vypočítávat). Rychlost tání ledu přímo souvisí s jeho povrchem: Blok ledu taje mnohem pomaleji než stejné množství ledu v malých kostkách. Zvažte nákup blokového ledu nebo si zmrazte vodu v plastovém galonovém džbánu a vyrobte si vlastní „blok“. (Po prvním zveřejnění tohoto článku nám napsal učitel fyziky Fred Bucheit a připomněl, že tání ledu je vlastně žádoucí, protože tak led absorbuje teplo, které by jinak ohřálo vaše pivo. Pokud chcete mít obsah maximálně vychlazený, jsou rychle tající kostky vaším přítelem; pokud vás čeká dlouhá cesta, na které nemusí obsah mrznout, vydrží blokový led mnohem déle.“

Při tání ledu se zvýší hladina vody v chladicím boxu. Nevypouštějte ji! Stále izoluje obsah vašeho chladicího boxu. (Voda sice vede teplo lépe než vzduch, ale dokud je voda chladnější než vzduch, je pro uchování piva lepší volbou)

Rychle se pohybující molekuly jsou nepřítelem chladných věcí a udržet tyto molekuly na uzdě je chrabrým cílem všech chladičů – ty nejlepší plně využívají fyzikálních zákonů, aby maximalizovaly svůj výkon.

Meredith Foreová má ráda svůj tvrdý mošt ledově studený a pro WIRED píše o fyzice jako členka AAAS Mass Media Fellow.

Aktualizováno 7. 11. 1921, 21:00 EDT, aby bylo jasné, jak může tání ledu skutečně pomoci udržet vaše nápoje studené.

Co vám můžeme říct? Ne, opravdu, co chcete, aby vám řekl jeden z našich interních odborníků? Napište svou otázku do komentářů nebo e-mailem do sekce Know-It-Alls.

Další skvělé příběhy WIRED

• Zařízení na odhalování „agrese“ ve školách často chybuje
• Nový Lví král od Disneyho je VR-.poháněná budoucností kinematografie
• Hacky Fotek Google zkrotí vaše přetížení fotkami
• Je čas přejít na prohlížeč soukromí
• Královnu „posraných robotů“ z YouTube udělal pickup Tesla
• 📱 Tápete mezi nejnovějšími telefony? Žádný strach – podívejte se na našeho průvodce nákupem iPhonu a oblíbených telefonů se systémem Android
• 📩 Toužíte po ještě hlubším ponoru do dalšího oblíbeného tématu? Přihlaste se k odběru newsletteru Backchannel

.