Вопрос о теплообмене

Question

Вопрос о теплообмене

Fifty Знаток (344), на голосовании 7 лет назад

Всегда мучился вопросом: Если в фарфоровую чашку с горячим чаем положить алюминиевую ложку, то чай остынет быстрее чем без ложки? Как мне представляется показатели теплообмена у ложки выше чем у чая и воздуха, а значит тепло быстро перейдёт от чая к ложке, а затем к воздуху? Конечно если разница в остывании будет, то она будет в миллисекундах, но интересен сам принцип...

Answer 1

Теплообмен прямо пропорционален площади поверхности
Ложечка увеличивает площадь поверхности - ускоряется теплообмен
Тем больше ложечек будет в чашке - тем быстрее она будет остывать.

Кроме того, чем больше теплопроводность ложечки- тем быстрее будет остывать чашка.
То есть чашка с серебряной ложечкой будет остывать быстрее, чем с алюминиевой
ну а с алюминиевой - быстрее, чем со стальной ложечкой.

Answer 2

вопрос тут в том, что ложка погружена в объём воды.
Т. е. за счёт хорошей теплопроводности металла объём воды остывает быстрее.
Тут ключевое значение имеет то, что теплопроводность металла гораздо выше чем теплопроводность воды в объёме.
Чай без ложки остывает только на поверхности и у стенок стакана, и за счёт теплопередачи остывает в объёме. Но вода плохой проводник.
Поэтому остывание с ложечкой быстрее не за счёт увеличивающейся площади (она очень мала, ну +20 % может быть) а за счёт резко увеличивающейся скорости теплообмена из объёма воды.

Answer 3

Основная причина в том, что ложка перед опусканием в чашку обычно значительно холоднее, чем чай и потому более или менее быстро отбирает часть теплоты последнего.