我们都经历过这样的情况:你把快餐连锁店的苹果派从盒子里拿出来,咬了一口,然后立即后悔每一个让你做出的决定,以至于你不知何故忘记了这些事情不可避免地让你感觉比实际的太阳还要热。
惊慌失措时,你拼命地对着零食吹气以使其冷却吗?但你真的在做有用的事吗?对热食物吹气真的能帮助其散热吗?如果是这样,为什么?我们有数据吗?和理论?解释发生了什么事。
数据说明了什么
在我们可以说之前为什么向热食物吹气可以使其冷却,我们最好检查一下是否确实如此。毕竟,尽管看起来是常识,但对于某些东西在受到刺激后变得更冷可能还有其他解释。
例如,无论我们是否吹气,我们花在食物上的时间都足以使温度下降。或许我们如何吹气与效果更相关?也许我们更有可能先把食物切碎,然后再吹小部分,从而增加表面积并加快冷却速度。
哎呀,也许这只是心理作用?我们?知道?向食物吹气会使其冷却,所以我们的大脑只是告诉我们,向食物吹气后,食物会变凉。
显然,需要一些硬数据。但问题是:似乎没有一家大型国际科学期刊对吹食物那么感兴趣。相信我们,我们确实看过。
也就是说,它不像没有人对此问题进行了调查。经过同行评审,事实并非如此,但 YouTube 用户 Nate Bonham 和 Calli Gade 确实进行了一些实验来验证这一说法回到2021年,在 YouTube 频道 TKOR 上。
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“每个人都相信向食物吹气可以帮助其冷却,”博纳姆在视频中说道,“虽然我在理论上喜欢这一点,但我从未测试过它在实践中的实际效果如何。”
“显然,只要周围的气氛变冷,事情就会变冷,”他补充道,“但是通过向食物吹气可以加快这个过程多少?”
结果是?好吧,我们不会撒谎:它们几乎正是您所期望的。两分钟后,一盘经过吹气处理的速溶土豆泥的表面温度比未经吹气处理的相同土豆低 8.33 至 10 摄氏度(15 至 18 华氏度)。当金额较小时,这种差异明显增加?比如,一口大小?土豆被拿走了。
与此同时,吹一勺番茄汤会导致更显着的降温,他们发现?大约 3.33 到 4.89 摄氏度(6 或 7 华氏度)。
?温度显着降低,?博纳姆报道。 ?就像,它来自类似?哦,我可以吃它吗?喜欢?哦,那很好?。?
热口袋和披萨口袋也获得了类似的结果,较小的披萨口袋比热口袋因吹气而损失更多的热量?两人表示,也许是因为它们的尺寸较小。
因此,向食物吹气确实有助于冷却食物,至少可以降低表面温度。这给我们留下了一个问题:为什么?
这是怎么回事?
人们可能没有花费太多时间通过实验证实向热的东西吹气可以使其冷却?但当涉及到这一切的实际数学和物理时,我们对正在发生的事情非常有信心。
热量可以通过三种基本方式从一个位置或物体传递到另一个位置或物体:传导、对流和辐射。当您向热食物吹气时,这三种情况都会发生吗?老实说,辐射和传导并没有真正起到很大的作用。
那么,这些术语的含义是什么?好吧,让我们从辐射开始,因为它是最普遍且解释最快的:这是由于辐射而导致热量损失的情况。
辐射传热的关键是它不需要介质。例如,尽管有数亿公里的真空阻碍,太阳的热量还是到达了地球上的我们。它实际上是最快的传热形式?但可以说,对于我们当前的目的而言,它也是最不重要的。
这是为什么?因为向热的物体吹气并不会增加它辐射的热能。事实上,它的作用恰恰相反:辐射传热速率由斯蒂芬-玻尔兹曼辐射定律决定,该定律仅取决于物体的表面积、发射率以及更高程度的温度。
但是向一块固体食物吹气只能改变其中之一吗?温度?它的作用是减少它。换句话说:吹得越多,受到的辐射就越少。
辐射这么大?传导传热怎么样?这个更容易理解一点:热量通过两个物体的原子和分子的随机碰撞在两个物体之间传递。
“热能导致分子移动,”化学家兼科学作家 Anne Marie Helmenstine 在 2019 年发表的一篇文章中解释道思想公司。这种能量可以转移到其他分子,减少第一个分子的运动并增加第二个分子的运动。这个过程一直持续到所有分子都具有相同的能量为止。
您可能对传导非常熟悉?这就是为什么金属这种热导体通常摸起来很冷,而玻璃纤维之类的东西却可以大大减缓热传递。不过,就像辐射一样,当涉及到向食物吹气时,它并不是非常重要,原因很简单:它取决于原子碰撞,而在气体中,这些原子不会经常碰撞。
这只会留下对流吗?从茶壶到全球大气现象,热能在一切事物中移动的过程。从本质上讲,它非常简单:基本上,这是当较热的流体(在这种情况下包括气体,物理学家很奇怪,对不起)被较冷的流体推开时。
正如您所期望的那样,替换液越冷,对流发生的速度就越快,因为控制对流热传递速率的公式取决于三个因素:对流系数?基本上是衡量您正在处理的特定流体的传热性能的指标;暴露的表面积;以及两种流体的温度差。
换句话说:?当你向食物吹气时[,]你将相对较冷的呼吸移到了原来热空气的位置,?赫尔曼斯廷写道。 “这增加了食物与其周围环境之间的能量差,并使食物比其他方式冷却得更快。”
额外冷却:热汤
让我们从头开始讨论那汤吧?为什么它比固体食物冷却得好得多?
博纳姆和盖德有一个想法:“我想是因为[汤]很浅,甚至可以移动一点,?”博纳姆建议,“它在冷静方面做得更好。”
这可能只是一种预感,但这是一个很好的预感。您可能已经在上面的解释中注意到,表面积对热量传递的好坏起着一定的作用?嗯,与固体不同,实际上吹液体能通过产生波纹来增加表面积。这意味着任何冷却效果都会稍大一些。但这是故事的全部吗?
实际上,这还远远不够。 ?当你吹热饮或含有大量水分的食物时,大部分冷却效果是由于蒸发冷却,?赫尔曼斯廷写道。 ?蒸发冷却的威力如此之大,甚至可以将表面温度降至室温以下。
从技术上讲,这不是传导、对流或辐射的例子?这是由于相变引起的能量转移。 ?热食物和饮料中的水分子有足够的能量逸入空气中,从液态水变成气态水(水蒸气),?赫尔曼斯廷解释道。 “相变会吸收能量,因此当相变发生时,它会降低剩余食物的能量,从而将其冷却。”
吹汤?或者茶,或者奶油冻,或者其他什么? then 主要不是冷却食物附近空气的方法,而是去除食物上方水蒸气的方法。这会降低蒸气压,使食物中的水分进一步蒸发。
那么,要点是什么?这是一整套物理学,但都归结为一个结论:是的,对热食物吹气会让它变凉吗?特别是如果它是液体。
如果这还不够快,您可以随时尝试将其撕成碎片。你知道 ?充分最大化该表面积。
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