Скажем, у вас есть холодильник с замороженными продуктами и льдом, которого хватит на несколько дней или недель путешествия по реке или автомобильного кемпинга. Чтобы как можно дольше сохранять холод как можно дольше, лучше оставить холодную растаявшую ледяную воду или регулярно сливать ее?
С точки зрения термодинамики, я бы сказал, что вы должны оставить воду внутри.
Температура – это мера активной кинетической энергии молекул вещества. Нагрев — это, по сути, окружающая среда, передающая часть своей кинетической энергии нагреваемому объекту. Просто подумайте о том, что чем больше у вас есть того, что нужно согреть, тем больше энергии требуется для нагрева, и, следовательно, тем медленнее будет повышаться ее температура (при одинаковой скорости обмена тепловой энергией - вода погружает по крайней мере часть другого содержимого). , так что во всяком случае это завышенная оценка). Теперь учтите, что вода имеет относительно высокую удельную теплоемкость, а это означает, что для ее нагрева требуется больше энергии. Еда внутри кулера не будет нагреваться быстрее, чем окружающая вода, поэтому, поскольку для нагрева еды и воды требуется больше энергии, чем просто еда, еда будет дольше оставаться прохладной.
FAQ Igloo (да, более крутая компания) поддерживает эту точку зрения:
Во время использования нет необходимости сливать холодную воду из недавно растаявшего льда, за исключением случаев, когда содержимое становится сырым. Охлажденная вода в сочетании со льдом легче окружает консервы и бутылки и часто помогает более эффективно сохранять содержимое более холодным, чем оставшийся лед.
Не сливайте холодную воду – вода из только что растаявшего льда сохраняет содержимое холодным почти так же хорошо, как лед, а оставшийся лед сохраняет намного лучше, чем воздушное пространство. Сливайте воду только тогда, когда это необходимо для удобного удаления охлаждающего содержимого или перед добавлением льда.
Я думаю, что ключевой момент, о котором многие забывают, заключается в том, что важно не то, как долго хранится лед, а то, как долго содержимое остается при определенной температуре.
Предполагая, что конвекция довольно значительна по сравнению со скоростью поступления энергии извне (хорошее предположение, я думаю), не имеет значения, насколько хорошим изолятором является воздух, внутренняя температура будет везде одинаковой, что требует, чтобы скорость тепловая энергия, поступающая в охладитель, одинакова в обоих случаях, поэтому лед будет таять с одинаковой скоростью, и как только лед исчезнет, охладитель с водой будет нагреваться гораздо дольше. Я все еще работаю над теорией отсутствия конвекции (которая дала бы в лучшем случае крайнюю переоценку), но тем временем, если кто-то хочет утверждать, что конвекция достаточно мала, чтобы преодолеть огромный разрыв (при условии, что я нахожу, что верхняя граница действительно затмевает воды), пожалуйста, объясните, почему вы так считаете.
Немного математики/физики, чтобы поддержать это для тех, кто склонен к количественному анализу. (Это было бы намного проще с разметкой MathML с сайтов по математике и физике.)
Охладитель будет иметь почти идеальную конвекцию, тепло поступает в охладитель достаточно медленно, чтобы содержимое — воздух, вода и лед — имели одинаковую температуру (а именно 32 ° F / 0 ° C / 273,15 K). Теплопроводность, H
, применительно к нашим охладителям зависит только от ΔT
: H = kAΔT/x
, где k
- теплопроводность охладителя, A
- площадь охладителя, через которую проходит тепловая энергия, x
- толщина охладителя, ΔT
- разность температур между внутренней и внешней частью охладителя ( T_out - T_in
). Обратите внимание, что все они одинаковы для обоих кулеров . Теперь для таяния льда требуется энергия, Q = Lm
где Q
общая необходимая энергия,L
- (скрытая / удельная) теплота плавления и m
- масса льда в холодильнике. Поскольку полная энергия равна Q = Ht
, мы можем рассчитать время, необходимое для растапливания всего льда: Q = Ht = kAtΔT/x -> t = Qx/(kAΔT) = Lmx/kAΔT
. Поскольку все переменные одинаковы для обоих кулеров, льду потребуется одинаковое количество времени, чтобы растаять.*
*: Мы игнорируем воздух, заменяющий лед, который на самом деле дает (очень) небольшое преимущество для удержания воды. Слив воды из этого охладителя требует добавления тепла — избыточного тепла воздуха, заменяющего талую воду. К счастью, это избыточное тепло довольно легко подсчитать: m = Vρ -> V = m_ice/ρ_ice = m_air/ρ_air -> m_air = m_ice * ρ_air/ρ_ice
. Воздух поступает с избыточной энергией Q = m_air*C_air*ΔT = m_ice*(ρ_air/ρ_ice)*C_air*ΔT
. Это уменьшает энергию, требуемую от более холодного притока тепла, сокращая требуемое время: Q = Lm_ice = Q_cooler + Q_air = kAtΔT/x + m_ice*(ρ_air/ρ_ice)*C_air*ΔT -> t = (L/ΔT - ρ_air/ρ_ice)*C_air)mx/kA
. Дробная разница, которую это создаст, составит около 4e-6*ΔT
, или около 0.016%
в довольно жаркий (40 ° C) день, достигая 2 минут 18 секунд за 10 дней. Так что мы были правы, что проигнорировали это.
Мы (Кент и Дени) провели эксперимент, чтобы пролить свет на этот спор. Мы обнаружили, что хранение воды в охладителе вместе со льдом поддерживало общую температуру охладителя ниже 5 градусов Цельсия примерно на 4 часа дольше, чем при удалении воды.
Эксперимент. Мы наполнили кулер Coleman 12 бутылками темного пива Waterloo емкостью 341 мл и 2,7 кг купленных в магазине кубиков льда и запечатали кулер. Перед обоими экспериментальными испытаниями пивные бутылки хранились в холодильнике при температуре 4 градуса Цельсия в течение ночи. Лед и термометр перед экспериментом хранились в морозильной камере при температуре -10 градусов по Цельсию. Температуру контролировали с помощью регистратора температуры Омега ОМ-62, который регистрировал температуру каждые 5 минут в ходе эксперимента. Термометр хранился в контейнере Tupperware, чтобы избежать повреждения водой.
Мы устанавливаем два отдельных испытания эксперимента. В первом воду из кулера удаляли примерно каждые 8 часов с помощью сифона. За исключением первого удаления воды через 8 часов эксперимента, когда в охладителе было еще мало воды, каждые 8 часов из охладителя удалялось приблизительно 450 мл воды.
Во втором случае, когда вся вода оставалась в охладителе, мы открывали охладитель на 2 минуты каждые 8 часов, чтобы в охладитель поступило такое же количество теплого воздуха, как и в случае слива воды.
Результаты. Данные о температуре показаны на рисунке ниже.
Из рисунка мы видим несколько точек. За исключением первого слива, когда воды было мало, при каждом сливе воды температура кулера сразу повышается. Через 24 часа сливу воды из охладителя предшествовал линейный рост температуры, который нарастал по наклону при каждом последующем сливе. Наконец, мы можем ясно видеть, что хранение воды в кулере поддерживает температуру ниже 5 градусов Цельсия примерно на 4 часа дольше.
Мы заключаем, что этот эксперимент подтверждает аргумент в пользу сохранения воды в холодильнике.
Никогда не удаляйте холодную воду из охладителя, если температура воды ниже температуры наружного воздуха.
Вам не нужны никакие причудливые графики, когда вы смотрите на поток тепла в кулер. Хранение холодной воды в холодильнике задерживает таяние оставшегося льда, а когда лед исчезает, задерживает нагревание пищи, поглощая свою долю поступающего тепла.
Скажем, у вас есть два кулера с одним галлоном пива в каждом в идеальном контейнере, который не поглощает тепло, а просто сохраняет пиво вместе. Кроме того, предположим, что у вас есть один фунт льда в каждом кулере, а пиво и кулер охлаждены до 0°C (32°F). Один кулер также содержит галлон воды с температурой 0°C (32°F).
Итак, кулер слева имеет утечку тепла внутрь — нагревая все внутри. Он нагревает воздух, пиво, внутреннюю часть холодильника и емкость с пивом.
Кулер справа имеет такое же количество тепла, которое уходит внутрь. Он нагревает воздух (но меньше воздуха из-за дополнительной воды), пиво, внутреннюю часть охладителя и контейнер с пивом.
Единственная переменная заключается в том, поглощает ли вода больше тепла на градус повышения температуры, чем воздух. Ответ на это да - очень так.
Удельная теплоемкость воздуха составляет 1,007 Дж/(г·К). Джоули – это энергия, граммы – масса, а К – градусы Кельвина. Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 Дж/(г·К), поэтому при добавлении фиксированного количества джоулей температура воды повышается менее чем на 1/4 градуса по сравнению с граммом воздуха. Если бы вода и воздух были одинаково плотными (а это не так), то у вас было бы преимущество 4 к 1. Вода нагревается в четыре раза дольше, чем воздух, поэтому ваше пиво дольше остается прохладным.
А как насчет вашего обычного 70-литрового кулера ? Его объем составляет 66,24 литра или 66 245 см^3.
Плотность воздуха 0,001275 г/см^3, плотность воды 1,00 г/см^3. Вот где вода действительно лидирует с точки зрения охлаждающей способности, поскольку вода в 784 раза плотнее воздуха. Этот 70-литровый холодильник может содержать либо 84,5 грамма воздуха, либо 66 245 граммов воды (или 3 унции воздуха против 146 фунтов воды).
Теперь у нас есть вода с преимуществом 4 к 1 по поглощению тепла и преимуществом 784 к 1 по размещению массы в одном и том же пространстве, поэтому вода более чем в 3000 раз лучше воздуха поглощает тепло при повышении температуры внутри охладителя на один градус. Если у вас есть наперсток воды или кулер в основном состоит из воды, вам нужно, чтобы это количество холодной воды, оставшейся внутри кулера, поглощало свою долю утекающего тепла.
Поскольку легко согласиться с тем, что количество тепла, поступающего в кулер, в основном одинаково, независимо от того, сливают вы воду или нет, оставление холодной воды внутри кулера замедляет время, необходимое для растапливания оставшегося льда и нагревания содержимого, поскольку эта вода будет поглощать тепло, если его оставить в охладителе до точки, при которой температура воды в охладителе сравняется с температурой наружного воздуха.
Вам действительно нужны формулы для расчета скорости повышения температуры, но какой сценарий лучше, можно решить довольно легко, если учесть, куда уходит тепло, просачивающееся в охладитель, и имеет ли слив воды также побочный эффект пропуска большего количества тепла. И то, и другое из них приходится на то, что емкость лучше оставить закрытой и с талой водой внутри.
РЕДАКТИРОВАТЬ: Чем больше я об этом думаю, тем больше температура окружающего воздуха вокруг кулера является самым большим фактором. Замена воды воздухом с температурой 95F (35C) будет иметь гораздо большее влияние, чем замена воды воздухом с температурой 40F (4,4C).
На самом деле ответ очень простой, потому что вы просили дольше, а не холоднее.
Если слить всю воду, то когда весь лед растает... все готово. Потому что независимо от того, лучше ли лед, чем вода, сохраняет вашу еду холодной, вода будет лучше, чем ничего. Лед будет таять (фактически) с одинаковой скоростью в любом случае, потому что вы можете слить воду, но вы не можете высушить лед. Таким образом, лед будет таять примерно с одинаковой скоростью независимо от того, когда вы будете сливать воду.
Кроме того, когда вы сливаете воду, ее нужно чем-то заменить. Этим чем-то будет воздух при температуре окружающей среды, в которой вы находитесь... что нарушит равновесие. Практически все, что я читаю в Интернете, игнорирует этот момент. Он говорит о коэффициентах, термодинамике и т. Д. И даже не учитывает, что вода заменяется чем- то , а это что-то - воздухом, который затем должен быть охлажден. Сливая воду, вы активно заменяете холод теплом.
Следует отметить, что если у вас бесконечный лед, вам, вероятно, следует слить воду. Однако, если у вас есть бесконечный лед, похоже, это не имеет значения.
Подробнее здесь
Иногда я оставляю талую воду со льдом в холодильнике, которая затем попадает в еду, делая ее несъедобной.
Если моя "еда" - банка пива, ладно, оставь воду в кулере. Если это бутерброд, слейте воду, иначе бутерброд может намокнуть. Или поставьте банки с пивом на дно, а бутерброд положите сверху, чтобы он не попал в ледяную воду.
Еще один «нестандартный» ответ: если ночью станет достаточно холодно, я оставлю крышку открытой. Оставить всю растаявшую ледяную воду внутри — это хорошая тепловая масса, чтобы сохранять прохладу в течение дня. Вы должны помнить, чтобы открыть и закрыть крышку в нужное время. Если твари могут попасть внутрь, это не очень хорошо работает.
Вот другой взгляд на вопрос о том, как лучше всего использовать глыбовый лед. До появления холодильников северные штаты распиливали глыбы льда из замерзших озер и хранили их на лето в «ледяных домах», бревенчатых домах, которые использовали только тепловую инерцию огромного количества льда, сложенного вместе.
Мы только что вернулись из 6-дневного путешествия на каноэ, в котором мы использовали глыбовый лед, чтобы сохранить свежие продукты холодными. В пятницу 19 июля мы купили 200 фунтов глыбы льда (20 блоков по 10 фунтов). они почти полностью заполнили два низкотехнологичных ящика со льдом для гаражной распродажи размером 12 x 12 x 30 дюймов. Мы держали эти два хранителя льда без воды, потому что вода является проводником, а не изолятором. Затем мы использовали отдельные блоки льда из них для снабжения по мере надобности четыре сундука поменьше, которые мы не осушали.
Затем мы отправились из Оклахома-Сити в реку Каррент в штате Миссури, проплыли 100 миль за шесть дней и вернулись в Оклахома-Сити в пятницу, 26 июля, с оставшимися примерно 15 фунтами глыбы льда. Восемь дней и 15 часов! Мы кормили 18 скаутов и взрослых свежими продуктами, предварительно замороженными и охлажденными в течение недели. Я знаю, что это совершенно ненаучный «эксперимент», но это практический пример, который нам помог. Я надеюсь, что это будет полезно для вашего путешествия по дикой природе.
Как стропила, я принимал участие во многих дискуссиях по этому поводу и больше не мог сопротивляться, поэтому поставил эксперимент, чтобы проверить это. Я предполагаю, что осушенный охладитель будет удерживать лед дольше из-за изолирующего эффекта воздуха, как описал выше Снитсе. Конвекция снизит эффективность воздуха, но, как указывает Снитсе, она все еще намного лучше воды. Я поставил этот эксперимент с одинаковыми охладителями из пенополистирола, загруженными равным количеством дробленого льда (во второй серии экспериментов я собираюсь заменить одинаковые блоки льда). В осушенном ящике со льдом имеется дренажная трубка, позволяющая непрерывно сливать воду. Они размещены рядом (с промежутком между ними) при комнатной температуре (в моей лаборатории в большом здании, где температура довольно постоянна). В первой реплике осушенный ящик со льдом сделал, действительно держит лед дольше, но ненамного, а неосушенный ящик со льдом содержал воду, которая достигла комнатной температуры почти в то же время, когда лед растаял! Я повторяю этот эксперимент и начну эксперимент с ледяной глыбой, повторив его трижды.
Это отличная тема, заслуживающая некоторых контролируемых экспериментов. В общем случае система нелинейна, но ее можно анализировать кусочно-линейно, как и многие другие сложные задачи. Некоторые мысли по этому поводу;
проводимость, а не конвекция, является основным транспортным механизмом,
холода не существует, есть только отсутствие тепла,
теплопередача зависит от разницы температур внутри и снаружи охладителя, толщины охладителя, теплопроводности (Вт/мК) материала охладителя и площади поверхности охладителя.
Вы можете использовать закон теплопередачи Фурье, чтобы рассчитать, сколько тепла в ваттах поступает в кулер через его стенки. При таянии льда требуется 3,3x10^5 Дж/кг. Помня, что ватт — это джоуль в секунду, вы можете рассчитать, как долго продержится данная масса льда. Тепло, как и электричество, идет по пути наименьшего сопротивления.
Вода, теплопроводность которой в 24 раза выше, чем у воздуха, обеспечивает путь с низким тепловым импедансом, по которому тепло достигает льда, поэтому, если кусок льда находится в водяной бане, он должен таять с большей скоростью. Я хотел бы предложить и поэкспериментировать, где лед и талая вода в одном охладителе хранятся раздельно, а в другом — нет.
В то время, когда лед полностью растаял, две системы одинаковы по массе и фазе (все жидкие), но, возможно, не по температуре и даже не по времени. Тогда это другой процесс, но с другими начальными условиями (температурой). Есть некоторые переменные, которые необходимо контролировать, чтобы увидеть влияние слива по сравнению с отсутствием слива воды, а именно: температура окружающей среды должна контролироваться и поддерживаться одинаковой для обоих, допуск снаружи в систему должен быть устранен, охладители должны быть одинаковыми, необходимо измерить массу льда.
Оставьте систему в покое, измерьте внутреннюю температуру воды и воздуха в как можно большем количестве мест с помощью тонких термопар и цифрового термометра. Позвольте эксперименту пройти далеко за ожидаемый срок службы льда. Некоторое смотровое окно было бы полезно для изучения состояния льда, не нарушая работу системы.
Теплопроводность воздуха 0,000057
Теплопроводность воды 0,0014
Следовательно, вода в 24,5 раза более электропроводна, чем воздух, и имеет температуру выше 32 градусов по Фаренгейту. Причина, по которой это проблема , заключается в том, что бактерии могут довольно быстро размножаться в этой воде (в течение 6 часов) и делать вашу пищу нездоровой.
Кроме того, вся эта теплая вода температурой 32+ поможет растопить оставшийся лед.
Так что сделайте себе одолжение, слейте воду, вытекающую из нижней части кулера, с помощью прилагаемого носика. Это безопаснее, и ваша еда будет храниться дольше.
См. эту замечательную статью об упаковке и сливе кулера.
Ладно, уберите свои калькуляторы, ребята. При сливе холодной воды теплый воздух поступает в охладитель. Прохладная вода ХОЛОДНЕЕ, чем теплый воздух, поэтому оставьте холодную воду в кулере. Если бы у меня был компас, миллиметровка и транспортир, я бы нарисовал вам картинку.
Как заявил Dangeranger,
вода в 24,5 раза более электропроводна, чем воздух
Идея состоит в том, что вода будет проводить тепловую энергию по охладителю намного эффективнее, чем воздух. Это означает, что вода будет проводить тепловую энергию от неплотностей и швов охладителя ко льду эффективнее, чем воздух.
Скажем, у нас есть два гипотетических кулера, кулер А и кулер Б. Оба пропускают тепло с одинаковой скоростью, и оба начинали с одинакового большого куска льда внутри и с одинаковой температурой воздуха, занимающей остальную часть кулера. Каждый час вы сливаете воду из А и оставляете ее в Б. В первый час в них обоих одинаковое количество воды и одинаковое количество льда, а затем вы сливаете воду из А. Теперь, во второй час, потому что вода, оставшаяся в B, проводит тепло от стенок ко льду быстрее, чем воздух в A, больше льда в B растает, чем льда в A.
Ясно, что лед В растает раньше, чем лед А. Момент, когда лед B полностью растает, назовем таянием B. При таянии B у льда A осталось x процентов от его первоначальной массы.
Мы все можем согласиться с тем, что при плавлении B в охладителе B меньше тепловой энергии, чем в охладителе A, поскольку вы заменяете вещи в охладителе A другими вещами, имеющими больше тепловой энергии (заменяя холодную воду воздухом с температурой воздуха).
Сложность заключается в том, что после расплавления B тепловая энергия в охладителе B будет увеличиваться быстрее, чем тепловая энергия в охладителе A из-за того, что вся эта вода отводит тепло от стенок.
Таким образом, от начала до расплавления B А получает энергию быстрее, чем В, но после расплавления В В получает энергию быстрее, чем А.
Все это сводится к точным цифрам. Если вы хотите съесть пищу в момент времени a или b, вам лучше использовать охладитель B, но если вы хотите съесть пищу в момент времени c или d, вам лучше использовать охладитель B.
Что касается того, как рассчитать MelB, я понятия не имею. Так что я думаю, что это несколько невозможно понять.
РЕДАКТИРОВАТЬ:
Чтобы уточнить, ключевым моментом здесь является то, что разные части кулера имеют разную температуру. Стена теплее, чем область непосредственно вокруг льда. Однако, если кулер заполнен водой, вода переносит тепловую энергию от стенки ко льду гораздо эффективнее, чем воздух.
Таким образом, охладители протекают с одинаковой скоростью, а это означает, что стены получают энергию извне с одинаковой скоростью. Однако, если воды нет, то стены, получающие энергию, не обязательно означают, что лед получит эту энергию и немедленно растает. Чтобы эта энергия достигла льда, потребуется время, и это время зависит от среды, через которую передается энергия.
Таким образом, стены получают энергию с одинаковой скоростью, лед в середине НЕ получает энергию с той же скоростью из-за того, что находится между ними и стенами.
E=(3/2)kT
, так T=(2/3)(E/k)
. Если бы k
они были постоянными, температура была бы прямо пропорциональна вашим (все еще неверным) графикам. Однако среднее k
значение слитого кулера падает, поэтому температура растет еще быстрее. (Хотя, как я уже сказал, не раньше, чем весь лед растает.)Удаление воды из охладителя всегда означает, что лед хранится дольше - твердый (лед) передает тепло медленнее, затем газ (воздух внутри охладителя), затем жидкий (талый лед). Это объясняется законом термодинамики Зероте. Все три работают на достижение равновесия, становясь одной и той же температуры. Удалите самую быструю теплопередающую часть, и ваш лед прослужит дольше. Классический эксперимент заключается в помещении кубика льда в сетчатый мешок и подвешивании его на веревке и рычаге над прозрачным стаканом с холодной водой. Обратите внимание, что лед тает быстрее в воде, чем в воздухе. Воздух изолирует тонкий слой растаявшего льда наверху, но жидкость быстро обменивается теплом со льдом, чтобы растопить его, пока все не придет в равновесие. Использование дренажа для удаления талой воды означает более изолирующий воздух и твердый лед в холодильнике для поддержания холодного содержимого и более длительного хранения льда.
Это очень просто. Вселенная хочет, чтобы все было одинаковой температуры, поэтому, если мы оставим кулер в достаточно большой среде с постоянной температурой, кулер и все его содержимое в конечном итоге окажутся при одной и той же температуре, которая является температурой окружающей среды.
Давайте начнем с того, что мы хотим сохранить что-то крутым, а не делать его еще крутее. В этом случае мы хотим остановить его получение тепловой энергии. Тепловая энергия исходит от стенок охладителя.
Если наша еда упакована в холодильник так, что лед касается стенок, то лед будет подвергаться прогреву перед едой. Лед, соприкасающийся с едой, не передает тепловой энергии, потому что имеет ту же температуру.
Однако добавьте немного воды в систему, и появится путь прохождения от стены к пище, так как вода имеет более высокую температуру, чем пища.
Воздух имеет в 1000 раз меньшую теплоемкость, чем вода, поэтому не так уж интересно учитывать замену холодного воздуха на воздух с температурой окружающей среды.
Это зависит.
Простой факт: вы проводите ТЕПЛО. Вы не проводите ХОЛОД. Оберните голову вокруг этого.
2-й простой факт: вода проводит ТЕПЛО более эффективно, чем воздух.
Теперь, если вы пытаетесь охладить теплые предметы, используйте воду, чтобы отвести от них тепло и передать его замороженной воде (льду). Это охладит их быстрее, чем просто воздух.
Однако, если вы пытаетесь сохранить охлажденные предметы холодными, вы хотите предотвратить передачу тепла из окружающей среды (через внешнюю обшивку кулера, через изоляцию или воздушный зазор, через внутреннюю обшивку) к предметам. В этом случае воздух — лучший выбор; слить воду.
Итак, вы поймали рыбу. Быстро охладите его в одном ящике со льдом со льдом и водой, чтобы он охладился, затем поместите его в ящик со льдом, держите лед отдельно от содержимого и слейте воду.
Это неправда, что вода, смешанная со льдом, сохраняет пищу холодной. Проведите свой собственный эксперимент и убедитесь, что это правда. Точно так же вы делаете мороженое, но с небольшим количеством соли. Вот как это сделать: 1) Купите кулер по размеру. Не покупайте кулер, если он слишком большой. 2) Заполните холодильник предварительно охлажденными продуктами. Постарайтесь максимально уменьшить воздушное пространство. Это значительно продлит «холод». 3) Сверху положите лед. 4) Лед тает. 5) Растаявший лед превращается в воду и уносит тепло. 6) Слейте теплую талую воду. Тепло уходит прямо через дренажную трубку. Лед остается холоднее НАМНОГО дольше. Полдня за мои 3 дня выходных. ПРИМЕЧАНИЕ... Это в основном закрытая система. Ни «сухой лед» (не сухой лед… но и не мокрый лед), ни водно-ледяная смесь не работают, когда дети всегда оставляют крышку открытой и внутрь дует теплый воздух.
Консенсус среди людей, с которыми я путешествую, разный, и лучший ответ на это — «это зависит» .
Сохраняйте воду внутри . Сохранение воды увеличивает теплоемкость, но не так хорошо, как лед. Вода поглощает около 1 БТЕ/фунт/Ф. Когда весь лед растает, кулер сразу же начнет нагреваться, вода будет поглощать тепло с такой скоростью. Я бы назвал «холодной» где-то ниже 45F, поэтому 1 фунт воды поглотит около 13 БТЕ, пока он нагревается от 32F. Когда лед тает, он поглощает около 144 БТЕ/фунт (энтлапия образования) при постоянной температуре 32°F, поэтому хранение воды в охладителе дает еще 9% тепловой мощности до того, как охладитель достигнет 45°F. Есть несколько факторов, которые могут уменьшить эти 9%, например, лед будет таять немного быстрее, поскольку он
Кроме того, у вас будет более прохладный суп, когда вы оставите воду внутри. Если это холодильник для вашей еды, я не думаю, что стоит держать воду внутри. Если это ваше пиво / напитки холоднее, чем я не думаю, что это плохая идея. оставить воду внутри.
Слейте воду . Во- первых, вы избежите приготовления более прохладного супа. Кроме того, лед прослужит дольше по нескольким причинам.
Теплопередача ото льда к более холодной стенке будет(Теплый воздух вытеснит воду, однако эффект будет незначительным, даже очень жаркий 90F, влажный 90% RH, воздух добавит около 0,04 БТЕ/фунт вытесненной воды. Учитывая, что лед поглощает около 144 БТЕ/фунт, это воздействие составляет около 0,03%, поэтому я собираюсь игнорировать этот эффект). Вода обладает огромной теплоемкостью и проводимостью по сравнению с воздухом. Теплопередача от льда, пропитанного водой, к стенке холодильника представляет собой относительно идеальную конвекцию и теплопроводность от льда внутрь стенки холодильника. Особенно, если вода вообще движется, например, плещется на лодке или в машине. Воздух, с другой стороны, является очень плохим проводником и имеет довольно ужасную теплоемкость по сравнению с водой в объемном отношении (фунт воздуха занимает около ста галлонов, а фунт воды - это всего лишь пинта).
Насколько дольше продержится лед, зависит от кулера, условий и какой-то очень сложной теории теплопередачи. Сделав обоснованное предположение, что слив воды увеличит изоляционную способность льда наружу на 0,5 значения r (если кто-то заинтересован и может создать полномасштабную модель переноса внутренней части кулера, , я хотел бы уточнить эту оценку) Типичный 1-дюймовый пенопластовый кулер (думаю, кулер на 25-30 долларов) с r-значением 5, лед прослужит примерно на 10% дольше, сливая воду. Однако, если у вас есть 2-3-дюймовый кулер, изготовленный методом ротационного формования (думаю, кулер на 300 долларов и выше), то вы увидите увеличение срока службы льда всего на 3-5%. Это меньше, чем увеличение на 9%, которое вы получаете от разогрева более прохладного супа!!
Не беспокойтесь слишком сильно о том, как долго вы сможете держать вещи в холоде, так как на самом деле это не имеет большого значения. Я согласен с теорией слива воды, так как она гарантирует, что мой кулер всегда становится легче, и у меня нет кулера, полного жидкой воды. Таскать с собой теплую смесь из старой еды и пивной воды — отстой.
PS. Я относительно уверен в своих цифрах, но если что-то, что у меня есть, неверно на порядки, пожалуйста, опубликуйте и обновите.
Ваш лед будет храниться дольше, если вы слейте воду. Если хочешь доказать это себе, возьми 2 кубка. Наполните одну холодной водой из холодильника, а другую оставьте пустой. Положите в каждую по кубику льда и посмотрите, какой из них растает первым. Даже если кубик льда в воде окружен холодной водой, он все равно тает намного быстрее, чем другой кубик льда, окруженный горячим окружающим воздухом.
Один тест, который я сделал, заключался в том, чтобы заполнить две чашки частично льдом и опорожнить одну чашку каждые 5 минут. Лед в чашке, из которой была выпита вода, продержался дольше, чем лед, лежавший в талой воде. Легко показал лучший способ продлить срок хранения льда. Кажется, это может быть совсем другая история, если ваша цель состоит в том, чтобы дольше сохранять более низкую температуру. Но если я храню еду прохладной, я предпочитаю, чтобы она была относительно сухой.
Большой генерал
Потерянный