¿El poco hielo hace que mis martinis estén aguados?

Question

Cuando hago martinis, la receta que uso es de 2,5 onzas líquidas 1 de ginebra 2 y 1/2 onza líquida de vermut seco 3 agitado o revuelto 4 con 7 cubitos de hielo 5 Luego se cuela en una copa de cóctel (yo mezclo hasta que esté bien frío, y no durante un tiempo determinado).

Mi observación

Si utilizo menos hielo, el martini está más diluido; si utilizo más hielo, el martini es más fuerte (demasiado fuerte, de hecho, prefiero algunos dilución).

Mi hipótesis

Con mucho hielo, la bebida se enfría muy rápido, no dando el hielo tanto tiempo para derretirse, y viceversa.

Mis amigos

Creo que estoy loco por la cantidad de hielo 6 . Afirman que (a) el hielo tiene que derretirse para enfriar la bebida, así que no importa la cantidad de hielo con la que empiece, se derretirá la misma cantidad para alcanzar la temperatura deseada, y (b) tuve que volver a hacer Física 2A en la universidad 7 Así que, ¿qué sé yo?

Les indiqué que podía enfriar la bebida con piedras muy frías (también conocidas como piedras de whisky) y que se podía enfriar igual sin que se derritiera y que quizás se les escapaba algo.

Las respuestas a estas preguntas parecen respaldar el argumento de mis amigos de que el deshielo es el factor que más contribuye al enfriamiento:

• ¿Qué enfría una bebida?
• ¿Es un globo de hielo la peor forma posible de enfriar una bebida (con hielo)?
• Calcular la masa de hielo necesaria para enfriar el agua $\Delta$ T grados

Sin embargo, mi experimento parece demostrar lo contrario.

Mi experimento

Lo probé haciendo seis martinis, dos con 4, 7 y 10 cubitos de hielo cada uno. Utilicé la misma cantidad de ginebra y vermut en cada uno. Pesé 8 los ingredientes antes de añadirlos al vaso mezclador. Revolví hasta que la temperatura deseada 9 se logró. Luego pesé la cantidad después de colar.

Mi resultado

Los martinis de 4 cubos ganaron más peso que los de 7 cubos, que a su vez ganaron más peso que los de 10 cubos. Supongo que el aumento de peso se debió al hielo derretido. Mis amigos se bebieron alegremente todos los martinis, pero siguieron sin estar convencidos de mi perspicacia física, ya sea teórica o experimental 10 .

Mi pregunta

¿Estoy mostrando un sesgo de confirmación y mis estúpidos amigos tienen razón? O hay una explicación para mi hipótesis y observación y deberían callarse de una vez por todas acerca de que tengo que volver a cursar Física 2A, porque vamos, ya fue hace como 30 años y además, no estoy usando la constante de Planck para calcular cuánto tardan los átomos en detenerse, ¡sólo estoy haciendo martinis!

¿Es un factor la proporción de casi 2:1 entre hielo y líquido? ¿Y la mezcla constante? ¿O depende esto de la temperatura inicial del hielo y aunque el calentamiento del hielo contribuye muy poco, es suficiente para afectar al resultado?

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Notas a pie de página:

1. Pido disculpas por el uso de medidas americanas en este contexto académico, pero es con lo que están etiquetados mis utensilios.

2. No hay disculpas por la insistencia en la ginebra. Si quieres usar vodka o hacer algún otro cóctel y llamarlo martini, no tenemos nada más que discutir.

3. Yo utilizo una proporción de 5:1. Otros pueden objetar. Se equivocan.

4. En serio, no me importa. ¿Puedo continuar, por favor?

5. Para mis bandejas de hielo, se trata de 5 onzas líquidas de agua, antes de la congelación, en un simple congelador de cocina.

6. Aunque están muy contentos de beber los martinis que hago.

7. Son amigos con los que fui a la universidad, así que no puedo discutir ese punto, pero había tres partidos de playoffs de softball intramuros el fin de semana antes de los finales, así que ¿cuándo iba a estudiar? Pero estoy divagando...

8. Escala postal, con una precisión de 1/10 (americana de nuevo) de onza, lo siento.

9. 28 grados Fahrenheit americanos en mi termómetro de cocina que mide hasta 1/10 de grado, pero de precisión desconocida.

10. Estoy dispuesto a repetir ese experimento todo el tiempo que sea necesario hasta que lo consiga.

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Editar

Agradezco las respuestas y acepto la de @cyberx86 porque (a) apoya de forma independiente mi insistencia en que 7 cubitos de hielo es el número correcto, y (b) ¿Qué clase de sitio de física tendríamos si no premiáramos el mostrar tu trabajo?

Sin embargo, nadie realmente "le puso un moño" así que agregaré

Mis conclusiones

Dado que la temperatura final del martini desciende por debajo de los 0° C y también hay fusión de hielo, debe haber tanto fusión y absorción que se produce conjuntamente durante la mezcla.

El cambio medible en la cantidad de fusión en este caso se debe a la adición de la capacidad de absorción de calor de más hielo, pero sólo porque está por debajo de 0° C para empezar.

Answer 1

Pensamientos:

• Si el hielo está a 0 grados centígrados, de modo que la energía para enfriar la bebida es absorbida por el calor latente de fusión, me parece que tus amigos tienen razón. Enfriar la ginebra una determinada cantidad requiere derretir una determinada cantidad de hielo, independientemente de la cantidad de cubitos que utilices.
• Si el hielo está tan frío que un solo cubito puede enfriar toda la bebida sin derretirse, tampoco importa cuántos utilices (porque no se derretirán).
• En el caso intermedio, que es probablemente el más realista si se obtiene el hielo de un congelador doméstico, el hielo enfriará primero la bebida hasta que alcance su punto de fusión, y luego comenzará a derretirse. Un mayor número de cubitos de hielo permitirá que la primera parte de este proceso suponga una mayor parte del enfriamiento, por lo que la bebida será efectivamente menos acuosa.
• Si te gustan los martinis lo suficiente como para pasar por todo esto, probablemente también deberías guardar tu ginebra en el congelador.

Answer 2

Para que el martini se enfríe, el calor se transfiere de él al hielo. Esto hace que la temperatura del martini descienda y la del hielo aumente. Una vez que el hielo alcanza su punto de fusión, su temperatura no aumentará, sino que se producirá un cambio de estado (esto es el calor latente). Sólo si el hielo se funde se añade agua al martini y se diluye.

Aquí hay un intento de expresar esta idea matemáticamente, con muchas suposiciones.

$1 fl. oz = 0.0295735 mL$

$c_{water} = 4184 J/kg^{\circ}C$

$D_{water} = 1 kg/L$

$c_{ice} = 2108 J/kg^{\circ}C$

$L_{ice} = 333550 J/kg^{\circ}C$

$c_{ethanol} = 2460 J/kg^{\circ}C$

$D_{ethanol} = 0.789 kg/L$

Además, se han hecho las siguientes suposiciones:

• Una vez derretida, el agua se ignora en los cálculos de temperatura
• Se supone que la ginebra tiene un 45% de etanol y un 55% de agua; se ignoran los demás componentes
• Se supone que el vermut tiene un 18% de etanol y un 82% de agua, se ignoran los demás componentes
• Todas las capacidades caloríficas específicas de las mezclas se calculan como medias ponderadas
• Se supone que la temperatura del congelador es de -18 grados Celsius
• Se supone que la temperatura ambiente es de 20 grados Celsius

${T_{inital}}_{martini} = 20^{\circ}C$

${T_{final}}_{martini} = -2.22^{\circ}C$

${T_{inital}}_{ice} = -18^{\circ}C$

${T_{final}}_{ice} = 0^{\circ}C$

$V_{gin} = 2.5 fl. oz = 0.0739 L $

$D_{gin} = 0.905 kg/L $

$m_{gin} = 0.0669 kg $

$c_{gin} = 3408.2 J/kg^{\circ}C $

$V_{vermouth} = 0.5 fl. oz = 0.0148 L $

$D_{vermouth} = 0.962 kg/L $

$m_{vermouth} = 0.0142 kg $

$c_{vermouth} = 3873.68 J/kg^{\circ}C $

$V_{martini} = 3 fl. oz = 0.0887 L $

$D_{martini} = 0.915 kg/L $

Todo esto, nos da los siguientes números para el martini:

$m_{martini} = 0.0811 kg $

$c_{martini} = 3485.78 J/kg^{\circ}C $

La energía que pierde el martini para llevarlo a su temperatura final es:

$Q_{martini} = m_{martini}c_{martini}({T_{final}}_{martini}-{T_{inital}}_{martini})$

$Q_{martini} = (0.0811 kg)(3485.78 J/kg^{\circ}C)(-2.22^{\circ}C-25^{\circ}C)$

$Q_{martini} = -6285 J $

Esto significa que el hielo necesita absorber 6285 J de energía. Parte de esto se producirá por un aumento de la temperatura del hielo, cualquier energía adicional se destinará a fundir el hielo.

La masa de un cubito de hielo se basa en 5 onzas líquidas para 7 cubitos:

$m_{icecube} = 0.02112 kg $

La cantidad de energía que puede absorber cada cubito de hielo al aumentar su temperatura hasta los 0 grados centígrados es:

$Q_{ice} = m_{ice}c_{ice}({T_{final}}_{ice}-{T_{inital}}_{ice})$

$Q_{ice} = (0.02112 kg)(2108 J/kg^{\circ}C)(0^{\circ}C-(-18^{\circ}C))$

$Q_{ice} = 801.5 J/cube $

La cantidad de energía que absorbería cada cubito de hielo si se derritiera por completo es:

$Q_{melt} = m_{ice}L_{ice}$

$Q_{melt} = (0.02112 kg)(333550 J/kg^{\circ}C)$

$Q_{melt} = 7046 J/cube $

Esto significa que, si tenemos suficientes cubitos de hielo, suponiendo que todos absorben el calor del martini por igual, más cubitos de hielo podrán eliminar más calor antes de tener que derretirse. Además, esto significa que, a partir de cierto punto, los cubitos de hielo adicionales no deberían suponer una diferencia apreciable. (Suponiendo que los cubitos de hielo se retiren una vez alcanzada la temperatura objetivo, y no se dejen derretir).

Ice Cubes    Energy from Melting    Water Added (mL)     Estimated Final Mass (g)
1             -5483                  16                        97.6
2             -4681                  14                        95.2
3             -3880                  12                        92.8
4             -3078                   9.2                      90.4
5             -2277                   6.8                      88.0
6             -1475                   4.4                      85.6
7              -673.8                 2.0                      83.2
8               127.7                 0                        81.1
9               929.2                 0                        81.1
10             1731                   0                        81.1

Deberías poder verificar la tendencia básica (la masa disminuye con los cubitos de hielo adicionales hasta un punto en el que se estabiliza) con el montaje experimental que has utilizado. Puedes comparar tus masas finales con las estimadas en la tabla anterior, aunque yo esperaría que tus valores medidos fueran algo más altos que éstos. Estas cifras no incluyen la energía necesaria para enfriar el recipiente de mezcla.

Answer 3

Más hielo sería un mayor disipador de calor y, por tanto, podría proporcionar más enfriamiento antes del cambio de fase en ese punto se produce el enfriamiento a medida que el calor latente de fusión derrite el hielo.