Как уровень влажности влияет на нагрев бутылки с напитком

В самый жаркий и самый влажный день в Дахране, Саудовская Аравия, один только конденсат согреет бутылку от почти нулевой температуры до 8,8°С всего за пять минут

Весной мысли человека будут обращены к важным вопросам, таким, как сохранить прохладу напитка в жаркий день. Хотя эта задача, вероятно, столь же древняя, как и сама цивилизация, но ей можно придать новое понимание.

Оказывается, что в знойную погоду конденсация снаружи консервированного напитка не просто делает его скользким. Эти капли могут выделять больше тепла, чем передавать окружающий воздух, а это означает, что напиток будет нагреваться более чем в два раза быстрее при влажной погоде, чем при сухой. В типичную летнюю погоду тепло, выделяемое за счет конденсации, поднимает температуру напитка на 3,5°С за пять минут.

В связи с этим некоторые производители напитков в бутылке принимают при изготовлении продукта меры, препятствующие образованию конденсата снаружи.

Существуют исследования, которые дают точные значения нагрева в диапазоне вероятных летних температур и уровней влажности. Например, в самый жаркий и самый влажный день в Дахране, Саудовская Аравия, один только конденсат согреет бутылку от почти нулевой температуры до 8,8°С всего за пять минут.

Существует множество примеров испарительного охлаждения, но примеров обратного явления мало. Капли, которые образуются на холодном консервированном напитке - один из таких. Быстрый расчет показывает, что тепло, выделяемое водой толщиной всего в шесть тысячных долей миллиметра, может нагреть содержимое бутылки на 5°С.

Для проверки расчетов были проведены эксперименты

«Какое удивление, если подумать, что такая крошечная пленка воды может вызвать такой сильный нагрев». Поэтому был проведен эксперимент, чтобы проверить расчеты. Первоначальный тест состоялся в мало используемой подвальной ванной комнате, с применением обогревателя и горячего душа для изменения показателей температуры и влажности.

Результаты подтвердили первоначальный результат, и исследователи приступили к более крупному испытанию.

Сначала исследователи привлекли коллег, чтобы продублировать эксперимент и сравнить результаты, полученные в жаркий и сухой день. Но было решено, что необходимо протестировать более широкий спектр условий.

Наконец, была создана экспериментальная машина. Бутылку сначала охладили в ведре с ледяной водой, затем ее высушили и поместили в экспериментальную камеру с необходимыми параметрами среды. Через пять минут они вытащили бутылку, взвесили ее, чтобы измерить количество конденсата, и записали конечную температуру воды внутри.

Скрытая теплота конденсации - это центральный феномен в исследованиях по водяному пару, теплообмену и глобальному изменению климата.

Поскольку тепло передается, когда вода испаряется или конденсируется, это изменение влияет на циркуляцию воздуха и движение ветра, погодные условия и формирование штормов.

Такие исследования включают, в том числе, изучение гроз, которые приводятся в действие теплом, выделяемым при конденсации в восходящем влажном воздухе.

 

Источник: University of Washington