Nasze wewnętrzne Know-It-Alls odpowiadają na pytania dotyczące interakcji z technologią.

Q: Jaka jest najlepsza chłodziarka, z punktu widzenia fizyki?

A: Po pierwsze, przypomnienie z fizyki z liceum: Ciepło, na poziomie atomowym, jest ruchem molekuł. Im szybciej się one poruszają, tym gorętsze jest ciało stałe/ciecz/gaz. W gorącym gazie oznacza to, że molekuły wirują wokół, odbijając się od ścian. W gorącym ciele stałym, molekuły wibrują tam gdzie siedzą, przekazując swoje wibracje do wolniej wibrujących sąsiadów poprzez sprężyste wiązania molekularne trzymające ciało stałe razem.

Zimno jest brakiem ciepła, podobnie jak ciemność jest brakiem światła. Celem chłodnicy, a następnie, nie jest tak bardzo, aby utrzymać „zimno” w, ale aby utrzymać ciepło na zewnątrz. Jak dobrze chłodnica może to zrobić będzie zależeć od trzech kluczowych czynników: izolacji, powietrza i lodu.

Więc jaka jest najlepsza chłodnica? Pomyśl o tym z perspektywy termodynamiki:

Jedna z grubą, zamkniętą pianką izolacyjną

Ogólnie wszystkie komercyjne chłodziarki używają tej samej metody izolacji: pianki pomiędzy wewnętrznymi i zewnętrznymi ścianami. Pianka jest dobrym izolatorem z dwóch powodów. Po pierwsze, jest wypełniona pęcherzykami gazu; gazy przewodzą ciepło mniej efektywnie niż ciecze lub ciała stałe, a uwięzienie gazu w małych pęcherzykach zapobiega efektywnemu przekazywaniu ciepła przez konwekcję. Po drugie, cząsteczki polimeru, które tworzą ścianki pęcherzyków są dość luźno związane; ogranicza to szybkość, z jaką ciepło może być przekazywane z jednej cząsteczki do drugiej. (Molekuły w materiałach o wysokim przewodnictwie cieplnym, takich jak metal, zawierają swobodnie przepływające elektrony, które przenoszą ciepło łatwiej niż ich mniej mobilne odpowiedniki.)

Ale nie wszystkie pianki są sobie równe! Masz swoją piankę zamkniętokomórkową i piankę otwartokomórkową. Pianka zamkniętokomórkowa jest gęsta i sztywna, a większość pęcherzyków gazu nie styka się ze sobą. Pianka otwartokomórkowa jest bardziej elastyczna i lżejsza, ale ponieważ większość pęcherzyków gazu styka się ze sobą, ciepło łatwiej się przez nią przemieszcza i dlatego jest mniej izolacyjna. Te dwa rodzaje pianek przechowują również różne rodzaje gazu: Pęcherzyki otwartokomórkowe są często wypełnione parą wodną, podczas gdy pianki zamkniętokomórkowe są wypełnione różnymi innymi substancjami chemicznymi o lepszych właściwościach izolacyjnych, takimi jak pentan. (Przez dziesięciolecia większość izolacyjnych pianek zamkniętokomórkowych była wypełniona CFC; zostały one wycofane po tym, jak odkryto ich wpływ na warstwę ozonową. Większość obecnych gazów piankowych nie jest tak dobra do ochrony zimnych mięs, ale jest znacznie lepsza do ochrony atmosfery!)

Open-cell jest typem pianki używanej w miękkich pojemnikach na lunch i tym podobnych, podczas gdy chłodnie z twardymi ściankami zazwyczaj zawierają piankę zamkniętokomórkową w swoich ścianach. Ze względu na ich różnicę w mocy izolacyjnej , są prawie zawsze lepiej z twardym chłodnicy niż miękkie boczne jeden , tak długo, jak przenośność nie jest czynnikiem ograniczającym.

Ostatni , i najbardziej intuicyjnie , skuteczność chłodnicy będzie zależeć od grubości pianki używanej do izolacji go . Niektóre tańsze schładzacze nie mają izolacji w pokrywie , lub mają cieńszą izolację na dnie schładzacza , oba te czynniki zmniejszają skuteczność schładzacza . Dodatkowo, jeżeli pokrywa chłodziarki posiada uchwyty na kubki, rozważ umieszczenie na ich spodzie zatyczki z materiału izolacyjnego, np. styropianu. (Lub jeśli ich nie używasz, rozważ wypełnienie ich pianką w sprayu lub pianką z pamięcią!)

Jeden, który pozostaje pełny i nieotwarty

W porównaniu z ciałami stałymi i cieczami, powietrze jest słabym przewodnikiem ciepła. Ale nie należy go lekceważyć! Za każdym razem, gdy zawartość chłodziarki wchodzi w kontakt z cieplejszym powietrzem na zewnątrz, te szybciej poruszające się molekuły dostają się do środka i szturchają zimne molekuły w żebra, sprawiając, że poruszają się szybciej i sprawiają, że Twoje piwo jest trochę cieplejsze. Z tego powodu najlepiej, aby chłodziarka nie była często otwierana. Rozważ posiadanie oddzielnych chłodziarek dla żywności i dla napojów.

Dodatkowo dobra chłodziarka będzie szczelna . Należy sprawdzić szczelność pokrywy i upewnić się że przepuszcza ona jak najmniej powietrza . Niektóre coolery, takie jak YETI i Orca, są formowane z jednego kawałka plastiku bez szwów, w procesie zwanym roto-molding. Jest to niewiarygodnie skuteczne w utrzymaniu powietrza, ale może być również bardzo drogie.

Jeśli jest to możliwe, aby wypełnić cooler tak, że nie ma kieszeni powietrza, zrób to – najlepiej z lodem. Ponieważ mieszanina lodu i roztopionej wody w chłodziarce zawsze będzie miała temperaturę 32 stopni Fahrenheita, powietrze w chłodziarce będzie cieplejsze. Wypełniając te kieszenie powietrzem z lodem pozbędziesz się tego problemu.

Jeden z odpowiednią ilością (i kształtem) lodu

Powszechnie akceptowany stosunek lodu do zawartości to około 2:1. (Na idealną proporcję składa się tak wiele czynników, w tym ciepło właściwe zawartości, że nie jest to coś, co warto obliczać przed każdym biwakiem). Szybkość topnienia lodu jest bezpośrednio związana z jego powierzchnią: Blok lodu topi się znacznie wolniej niż równoważna ilość lodu w małych kostkach. Rozważ zakup lodu blokowego lub zamroź wodę w plastikowym dzbanku galonowym, aby zrobić swój własny „blok”. (Po opublikowaniu tej historii nauczyciel fizyki Fred Bucheit napisał, by przypomnieć nam, że topnienie lodu jest właściwie pożądane, ponieważ w ten sposób lód absorbuje ciepło, które w przeciwnym razie ogrzałoby piwo. Jeśli chcesz aby zawartość była maksymalnie schłodzona, szybko topniejące kostki są twoim przyjacielem; jeśli masz długą podróż gdzie zawartość nie musi być zamrożona, lód blokowy będzie trwał znacznie dłużej.)

Jak lód się topi, poziom wody w twojej chłodziarce wzrośnie. Nie opróżniaj jej ! Woda nadal izoluje zawartość chłodziarki . (Woda może przewodzić ciepło lepiej niż powietrze , ale tak długo jak woda jest zimniejsza niż powietrze , jest to lepszy wybór do przechowywania piwa.)

Szybko poruszające się cząsteczki są wrogiem zimnych rzeczy , a utrzymanie tych cząsteczek na dystans jest dzielną ambicją wszystkich chłodnic – najlepsze z nich w pełni wykorzystują prawa fizyki , aby zmaksymalizować swoją moc .

Meredith Fore lubi swój twardy cydr z lodem i pisze dla WIRED o fizyce jako stypendystka AAAS Mass Media Fellow.

Uaktualnione 7-11-19, 9 pm EDT, aby wyjaśnić, w jaki sposób topnienie lodu może faktycznie pomóc utrzymać zimne napoje.

Co możemy Ci powiedzieć? Nie, naprawdę, co chcesz, aby jeden z naszych wewnętrznych ekspertów powiedział ci? Zamieść swoje pytanie w komentarzach lub wyślij e-mail do Know-It-Alls.

Więcej wspaniałych historii WIRED

• Urządzenie do wykrywania „agresji” w szkołach często nie działa
• Nowy Król Lew Disneya to przyszłość kina napędzana przez VRfueled future of cinema
• Google Photos hacks to tame your picture overload
• It’s time to switch to a privacy browser
• YouTube’s „shitty robot” queen made a Tesla pickup truck
• 📱 Rozdarty między najnowszymi telefonami? Nie bój się – sprawdź nasz przewodnik kupna iPhone’a i ulubione telefony z Androidem
• 📩 Głodny jeszcze więcej głębokich zanurzeń w Twoim następnym ulubionym temacie? Zapisz się do newslettera Backchannel

.