Cómo hacer whisky piedras mantener tu bebida fría?

Question

A partir de una discusión en la DMZ (pila de seguridad de intercambio de la sala de chat - un lugar donde la comida y la bebida son temas importantes) se comenzó a cuestionar la diferencia entre cómo el hielo y el whisky stones trabajo para enfriar bebidas.

Ambos están congelados, pero cuando el hielo se coloca en una copa poco a poco se derrite, el uso de la energía de la bebida, por lo tanto el enfriamiento.

Pero el whisky piedras no se derriten, ¿cómo es que enfriar la bebida?

Answer 1

Los cubos de hielo tiene tres distintos efectos de enfriamiento:

1. El cubo, inicialmente en el sub-cero de temperatura, absorbe cierta cantidad de calor para alcanzar el punto de fusión (0⁰C).
2. El cubo absorbe más calor para cambiar de fase: toma un poco de energía para convertir 1 kg de hielo a 0⁰C en 1 kg de agua líquida a 0⁰C.
3. El agua absorbe el calor para ser más caliente que 0⁰C.

Los tres efectos se producen más o menos de forma sucesiva, aunque no necesariamente de forma simultánea en todo el cubo de hielo. Pero la idea de seguir siendo el mismo.

Para el hielo, la mayor parte de la refrigeración proviene de la fusión. Vamos a poner algunas cifras sobre ella. La capacidad de calor del hielo es de 2,06 kJ·kg^-1·K^-1, lo que significa que toma 2.06 kJ para transformar 1 kg de hielo a -12⁰C en 1 kg de hielo a -11⁰C. Para el agua líquida, que es 4.217 kJ·kg^-1·K^-1. El calor latente, es decir, la energía utilizada para convertir el hielo en agua líquida (a temperatura constante) es de 333 kJ·kg^-1. Imagine que usted tiene algunas bebidas a temperatura ambiente, que quiere reducir a 8⁰C con cubos de hielo. Los cubos de hielo que vienen desde el congelador y son inicialmente en -18⁰C. Los tres efectos de enfriamiento, por kg de hielo:

1. Recaudación de hielo la temperatura a 0⁰C: 18×2.06 = 37.08 kJ.
2. Derrite el hielo: 333 kJ.
3. Elevar la temperatura del agua a 8⁰C: 8×4.217 = 33.736 kJ.

Así, en este ejemplo, la fusión contribuye a aproximadamente el 82% de la refrigeración.

No se derrite las piedras funcionan sólo en la capacidad de calor. De modo que sólo son eficaces en la medida en que un material con alta capacidad de calor se utiliza-pero, en la práctica, agua (hielo) tienen una muy alta capacidad de calor, superior a la de las piedras, por lo que el efecto de enfriamiento de las piedras de este tipo es necesariamente muy reducido en comparación con los cubos de hielo. Por otro lado, ya que no hay efecto de dilución, usted puede poner un montón de piedras en el vaso.

Reutilizables cubos de hielo son en realidad mucho mejor en refrigeración cosas, porque ellos hacen derretir -- pero lo hacen internamente, en un sobre cerrado, de modo que no se derrame en su bebida. Ya que con el uso de calor latente de las transiciones de fase, que son tan buenos como verdadero cubos de hielo. A pesar de que hacen falta en la estética.

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Pero lo que las empresas tienen que torturar perfectamente bien Whisky con frío antinatural ?

Answer 2

Un principio fundamental de la termodinámica es que el calor fluye desde lugares cálidos a fríos, ya sea a través de la convección, conducción o radiación, y continuará haciéndolo hasta que la temperatura se equilibre todo el sistema.

Las piedras son más frías que el whisky cuando se les pone en el vaso, así como el sistema se dirige hacia el equilibrio, el whisky se hace más frío, mientras que las piedras más cálida.

Suponiendo que no hay influencia del medio ambiente, la temperatura de equilibrio será en algún lugar entre los dos primeros de la temperatura (el whisky y las piedras).

¿En qué punto de esa escala la temperatura de equilibrio es exactamente depende;

• La relación de la masa de las piedras del whisky (más/piedras más grandes significa más frío).
• La relación de la capacidad de calor específico en el material de piedra vs el whisky. (un calor específico más alto en las piedras que significa más frío de equilibrio, pero más tiempo necesario para alcanzar el equilibrio)

El tiempo necesario para alcanzar el equilibrio también depende de la conductividad térmica de las piedras.

Answer 3

TL;DR: Whisky stones funcionan mediante la absorción de calor del whisky en un intento de alcanzar el equilibrio térmico¹.

Como Thomas mencionado, el hielo tiene tres efectos de enfriamiento:

• El hielo se lleva 2.11 kilojulios de calor por g de tener su temperatura aumenta en 1 grado Celsius). Este número es conocido como "la capacidad de calor específico"
• El Ice tiene 334 kilojulios de calor por kg a 0 grados Celsius hasta que se derrita. Este número es "calor Latente de fusión/fusión". Tenga en cuenta que esto es mucho en comparación con el resto; calefacción de hielo de -15 grados a 0 se requiere una décima parte de la energía que se necesita para fundir después.
• Lleva el agua 4.18 kilojulios de calor por kg de tener su temperatura aumentó en un grado.

Tenga en cuenta que el calor específico funciona en ambos sentidos; el mismo número se aplica para un aumento de temperatura/flujo de calor y una disminución de la temperatura/de la pérdida de calor

Cuando se enfría un whisky de la forma normal, el hielo absorbe el calor de diferentes maneras, la refrigeración, el whisky (que en sí mismo tiene una capacidad de calor específico de 3.4 kJ/kgK) hasta que el sistema se encuentra a la misma temperatura. Generalmente, lo que sucede es esto ²: todo el hielo llega a 0 grados Celsius, y el whisky es significativamente enfriado. Una vez que esto sucede, el hielo se derrite y cae la temperatura de whisky significativamente. Por último, el hielo(agua) se calienta un poco.

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Ahora, mirando a la esteatita (lo que uso en el whisky stones): la Esteatita es tres veces más densa que el hielo, pero sólo un medio tan eficaz en la absorción de calor (capacidad de calor específico 0.9). Por lo que será un 50% más eficaz que el mismo número de cubos de hielo durante el "llegar a 0 grados de fase". Después de esto, el hielo gana por un margen enorme, el mismo de nuevo-de-la-envoltura de cálculo (donde tomo el mismo volumen de esteatita, dando una de las 3:10 relación de masa) me da 28C como la temperatura final. Por supuesto, esto puede ser fácilmente subsanada mediante el uso de más de whisky de rocas (creo que mi estimación de la proporción 1:10 en el hielo caso puede estar equivocado, a pesar de que -- yo no bebo y no sé cuánto hielo se dirige a un vaso de whisky).

Tenga en cuenta que otro factor importante es la conductividad térmica. El hielo tiene una conductividad térmica de 2.18 W/(m·K) y el agua se ha 0.56 W/(m·K), mientras que la esteatita es de 6.4 W/(m·K), aproximadamente tres veces como mucho como el hielo.

Supongo que se necesita un tiempo para que el hielo para llegar a la 0C estado de manera uniforme. En su lugar, sólo la capa exterior será a 0C, y habrá una drástica gradiente de temperatura en ir hacia adentro. La capa exterior se derretirá lentamente (este es un efecto insignificante, ya que es una capa muy delgada que se está derritiendo³). Por otro lado, la esteatita es capaz de absorber el calor a un ritmo más rápido (y es capaz de absorber más calor que no se derrite el hielo). Que en parte puede equilibrar las diferencias drásticas mencionó anteriormente, después de todo, uno no espera por el equilibrio térmico se alcanza antes de beber un whisky. Por lo que el rápido enfriamiento de la esteatita puede nivelar el campo de juego aquí -- mientras el hielo no está permitido para derretir a granel, debe estar bien.

Conclusión:

Tan lejos como chilling effects ir, los cubos de hielo son más eficaces en el largo plazo, pero el whisky piedras inicialmente enfriar más rápido que el hielo. Y, por supuesto, las piedras tienen el beneficio adicional de no diluir la bebida.

^{1. El equilibrio térmico es cuando ya no hay ninguna red de intercambio de calor entre los componentes de un sistema. Esto generalmente se produce cuando las temperaturas son iguales.}

^{2. Suponiendo que la masa de hielo en un vaso de whisky es un décimo de la masa de whisky en sí mismo, y que el hielo comenzó a-15C y whisky a 30C, necesitamos 3.4*30*10=1020 unidades de energía para llevar a cabo el whisky abajo a 0C. Tenemos 2.11*15=31 unidades desde el calentamiento de hielo, y tenemos un potencial 334 más de la fusión. Claramente, esto no es suficiente, por lo que el agua que se forman también debe calentarse por encima de 0 grados C. Una vuelta-de-la-envoltura de cálculo me da 17 grados como la temperatura final para esta mezcla.}

^{3. Me pueden verificar esta tarde; no en el estado de ánimo para resolver ecuaciones diferenciales ahora :)}

Answer 4

Whisky piedras no son necesariamente diseñado para mantener la bebida fría, sino que están diseñados para permitir a los perfiles de sabor en la bebida que podrían no estar presentes en la temperatura de la habitación. Algunos de los whiskys se abren a una temperatura ligeramente más fría y el uso de las piedras permite experimentar sin diluir el sabor de la bebida. Hay mejores respuestas matemáticas ya no voy a entrar en eso.