Самый быстрый тостер [закрыто]

На дворе 2016 год, ваш бюджет исчисляется десятками миллиардов, и ваша задача — создать максимально быстрый тостер: в частности, переход от обычного холодного ломтика хлеба к горячему, слегка подрумяненному, хрустящему тосту должен быть как можно короче. . Практичность не имеет значения. Тостер не может сжечь хлеб; это должен быть правильный кусок тоста.

Насколько быстро можно разогнаться и как будет выглядеть такая машина? Какие теоретические пределы ограничивают скорость тостера?

В качестве бонуса вопрос: как быстро может производиться тостер, если единственными ограничениями являются законы физики (и определения хлеба и тоста), что позволяет использовать теоретические технологии, структуры размером с планету и т. д.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Чтобы уточнить, вопрос заключается не в максимальной скорости производства, а в том, чтобы сделать процесс поджаривания самым быстрым.

ТрЭс-2б, а почему вы изменили требования к бюджету?
Если люди хотят отредактировать мой вопрос, как насчет лучших тегов? Я не смог найти более релевантных, чем те, которые я указал...
Я как раз думал, поджаривая свой бублик на днях. Жаль, что нет «микроволнового тостера». С большим бюджетом, я подозреваю, можно было бы придумать решение для быстрого нагрева, а затем использовать лазер, чтобы довести поверхность до желаемой степени подрумянивания. Думаю, я бы использовал сканирующий лазер и поджарил растровые линии на хлебе, возможно, с датчиком для измерения изменения отражательной способности.
проблема с лазерами, как я вижу, заключается в том, что кажется, что во всем тосте есть своего рода градиент подрумянивания, тогда как с лазером, я думаю, он просто подрумянит поверхность, а все остальное оставит прохладным. Я предполагаю, что можно было бы сократить до довольно малых долей секунды с помощью ламинарных всплесков перегретого воздуха.
@ HDE226868 HDE226868 Я чувствовал, что «десятки миллиардов долларов» не объясняют это, что просто сказать, что это неограничено, при условии той же информации, я извиняюсь.
TBH Я был немного сбит с толку. Я недостаточно хорошо знаю SE, чтобы сказать, уместно это или нет, но теперь, когда я думаю об этом, я действительно думаю, что предпочитаю редактирование. Если кто-то может описать машину размером с континент, которая может испечь тост за наносекунды, я хочу услышать об этом.
@dn3s Хорошо, извини. Вы можете отменить мою правку, если хотите.
Прикрепите пару STS SRB по бокам и зажгите их. Ваш тостер должен разогнаться до 6 км/с.
Я думаю, что современная технология поджаривания довольно близка к максимально быстрой. Вы можете сократить время максимум на 25 или 50%, но основным ограничивающим фактором является теплопроводность хлеба, которую вы не можете сделать быстрее, не изменив законы физики (или не изменив свой хлеб).
Я думаю, что более важный вопрос заключается в том, почему тосты так важны для этого общества. Неужели они не выдержат двухминутного ожидания кусочка вкусного, хрустящего хлеба?
Как насчет того, чтобы мы взяли эти деньги и разработали тостер, который будет постоянно, равномерно и надежно поджаривать хлеб каждый раз, когда вы им пользуетесь? Или это все еще спекулятивно-фантастическая физика даже в 2016 году?
Близкие избиратели: Пожалуйста, не голосуйте за закрытие, не оставив комментариев. ОП: Я полагаю, что проблема, которая здесь обозначена, заключается в том, что вопрос не имеет очевидной ценности для построения мира; это в первую очередь вопрос о физике и механике.
@sh1 У нас действительно было это еще в 70-х; Он точно определял, насколько хорошо поджарился хлеб, с помощью простого датчика, который обнаруживал изменение цвета хлеба и использовал его для точного измерения степени поджаривания. Увы, он продавался не очень хорошо, так как люди полагали, что отсутствие ручки означает, что они не могут настроить ее на разный хлеб — не понимая, что с этим тостером им не нужно было этого делать. Так что с коммерческой точки зрения это провалилось, и мы остались с устаревшей технологией тостеров, с которой мы живем сейчас.
@ user867 Некоторые люди хотят теплый хлеб, а некоторые хотят уголь, эта ручка имеет решающее значение, иначе она не годится для тостера.
@user16295 user16295 Просто добавьте нейронный интерфейс, чтобы определять предпочтения человека. Затем сделайте версию того же продукта из четырех частей для больших семей.
Это интересный вопрос, но я не вижу, какое отношение он имеет к построению мира — это гипотетический вопрос, ни о чем особом. Возможно, если бы вы могли объяснить, как это связано с созданием мира, его можно было бы снова открыть :)
@IStanley: я не ОП, но я, конечно, могу представить, что это спрашивают в контексте The Jetsons или что-то в этом роде. Идея заключалась в том, чтобы придумать какой-то сумасшедший способ сделать то, о чем мы, жители 2016 года, мало думаем, таким образом, чтобы мы задумались, почему мы делали это так неправильно на протяжении сотни лет. С другой стороны, что-то вроде вселенной Fallout, где часто показывают неудачные сумасшедшие экспериментальные технологии, пародируя нашу нынешнюю одержимость делать что-то быстрее, сильнее, лучше.
@MichaelS, вопрос не в том, могут ли люди попытаться это сделать (это само собой разумеющееся), а в том, как ответ поможет построить мир. «Как быстро я могу сделать тост» на самом деле не имеет «почему?» Это помещает его в контекст построения мира. Как ответ на этот вопрос поможет разобраться в деталях мира?
@IStanley: Если вы пытаетесь показать мир в стиле Jetsons, вам нужно сначала подумать о том, какие вероятные методы мы могли бы использовать, чтобы улучшить <что угодно>. От летающих автомобилей до лазерных тостеров и собак-роботов — каждая маленькая деталь требует хотя бы небольшого исследования. Я не говорю, что это обязательно то, что имел в виду ОП, но я могу представить, что это может быть использовано. Промежуточный мир может быть установлен, скажем, в 2025 году, когда половина первого мира использует вариант этого сумасшедшего лазерного тостера, изобретенного еще в 2016 году каким-то эксцентричным миллиардером.
@MichaelS, если это то, что делает ОП, то, конечно, мы можем помочь с этим (но из формулировки вопроса я не уверен, что это так). Но в нынешнем виде это чисто гипотетический вопрос без контекста. Несмотря на это, вопрос необходимо отредактировать, чтобы он лучше соответствовал контексту построения мира, прежде чем его можно будет снова открыть — повторное открытие может быть запрошено до этого, но, учитывая, что 4 разных человека проголосовали за его закрытие по той же причине, это вряд ли произойдет без изменений. .
я думаю, что это должно определить, какой ломтик тоста правильный, насколько толстые ломтики и насколько сухими мы хотим, чтобы тост был внутри ... тост мельба отличается от жареного ломтика хлеба ... Или я слишком придирчив?
может ли мой мир не ценить быстрые тосты просто как данность? Если вам нужна конкретная причина, возможно, подойдет сценарий типа беглого ИИ или культ на тему тостов.
Я не могу придумать более подходящего сайта SE для этого. Он был закрыт по физике (теперь я понимаю, что не выполнил правильный процесс миграции... извините). Если кто-то захочет перенести это в более подходящее место, я не против. Я просто подумал, что спекулятивный характер вопроса соответствует формату. Может быть, я и не пишу книгу, но это часть процесса построения мира, созданного моим воображением.

Ответы (4)

Смысл поджаривания хлеба, как мы все знаем, заключается в создании 6-ацетил-1,2,3,4-тетрагидропиридина и в том, чтобы сделать его достаточно хрустящим, чтобы выдержать BLT.

К сожалению, эта молекула богов может образоваться только в диапазоне 285°F/140°C и 320°F/160°C. Горячее, чем это, вы получаете горькие ароматы и древесный уголь. Это снижает эффективность лазеров и сверхновых.

Ваша лучшая и приземленная ставка - передать это под саламандру и положить этому конец.

Пройти под саламандрой? Что это обозначает?
@Samuel, это коммерческий инфракрасный бройлер. ifoodequipment.com/webcura/files/255084_ax-slm.jpg

Простой.

Создайте машину, которая готовит новый кусочек тоста каждую 1 секунду (или 0,001 секунды). Это очень просто, так как несколько ломтиков можно выпекать параллельно. Затем в любой момент вы можете подождать всего 1 секунду (или 0,001 секунды), чтобы выбрать свежеприготовленный тост. Остальное выбрасывается как мусор.

Этот подход может достичь любой скорости, которую вы хотите. Это просто потребует гораздо больше параллельной системы и создаст огромное количество несъеденных тостов.

+1 Это решение, которое большинство людей игнорирует, но оно точно подходит для этого вопроса.
«в частности, переход ... должен быть как можно короче. Практичность не имеет значения». Речь идет не о том, чтобы тост был доступен как можно быстрее, а о том, чтобы фактическое произнесение тоста занимало как можно меньше времени (сейчас я уточнил свой вопрос, чтобы повторить это)
@ dn3s Мой ответ все еще в силе. Это по-прежнему лучший ответ, если вы просите «кратчайшее время между решением произнести тост и произнести этот тост».
это лучший ответ на этот вопрос, но это не мой вопрос. Я прошу «кратчайшее время между хлебом и тостом», учитывая отдельный кусок хлеба . Вас смущает тот факт, что люди обычно едят тосты после того, как решили, что хотят тост. На мой вопрос, человек не имеет значения, когда речь идет о производстве тостов; Основное внимание уделяется самому тосту.

26 с (идеально поджаренные) 11 с (достаточно хорошо)

Независимо от того, как вы его нагреваете, ограничивающим фактором является то, насколько быстро тепло распространяется по хлебу, не нагревая поверхность слишком сильно. Согласно ответу King-Inks, ограничение составляет 160 ° C, а целевая температура ядра — 140 ° C.

Я беру ломтик хлеба толщиной 1 см, нагретый с обеих сторон.

Тепловые данные, необходимые для моделирования теплового потока.

Вместе с типичной плотностью хлеба 200 г/л я использовал метод, заключающийся в нарезке хлеба на большое количество отдельных ломтиков и расчете теплового потока между ними с небольшими временными приращениями.

Если вы немного ослабите ограничения, скажем, разрешив температуру поверхности 180 ° C и требуя, чтобы только половина хлеба достигла 140 ° C, поджаривание может занять всего 11 секунд.

Мы не можем сделать это намного лучше, потому что мы ограничены кондуктивным тепловым потоком. Небольшой внутренний нагрев, например, микроволнами, может немного сократить время, но это не очень хорошая идея, учитывая качество. (Каждый, кто пробовал, может подтвердить.)

Мне это нравится, я думаю, что это может послужить основой для других ответов. Я не думаю, что теплопроводность хлеба должна быть пределом; помимо проводимости есть конвекция и ратиация. В другом ответе упоминаются лазеры / микроволны, и я представляю себе какую-то сетку из сверхтонких игл, извергающих горячий воздух, проходящий через тост с контролируемой скоростью.
Вы можете использовать маленькие микрозонды сбоку, чтобы отводить тепло прямо в центр и сократить время, необходимое для прохождения через срез.

48 мс

Подход

Итак, вам понадобится многочастотный лазер. Поскольку такой вещи нет, то вы будете использовать МАСЕР (микроволновое усиление за счет вынужденного излучения - микроволновый лазер) плюс ИК или оптический лазер.

Задача микроволн — отводить тепло через толщу хлеба.

Цель ИК/оптического лазера — подрумянить поверхность и сделать ее подрумяненной.

Мощные лазеры

Я знаю, что есть ИК-лазеры как минимум в 10 раз мощнее, и, вероятно, MIRACL (усовершенствованный химический лазер среднего инфракрасного диапазона) в 100 раз мощнее, чем этот.

Красивая картинка 15кВт С О 2 лазер.
Красивая картинка $CO_2$ лазера мощностью 15 кВт

Энергия для тостов

Этот сайт утверждает , что тостеру мощностью 1200 Вт требуется 2 минуты (120 секунд), чтобы поджарить два куска хлеба.

Я знаю, что тостер тратит много энергии впустую (горячий воздух выходит сверху, но я не знаю, как его уменьшить)

Е знак равно п * т знак равно 1,2 к Вт × 120 с е с знак равно 144 к Дж

Поскольку нас интересует один кусок хлеба, разделите его на 2, чтобы получить 72 кДж.

Как долго лазер поджаривает хлеб

Нам нужно, чтобы наши комбинированные лазеры передавали хлебу 72 кДж энергии (это кажется слишком большим).

Наш лазер MIRACL может обеспечить мощность 1500 кВт, поэтому:

т знак равно 72 к Дж 1500 к Вт знак равно 0,048 с е с

MIRACL может поджарить ваш хлеб за 48 миллисекунд.

70 кДж достаточно, чтобы превратить около 20 г воды в пар , поэтому я думаю, что вы немного переусердствовали. Вы меня заинтересовали, думаю, когда я вернусь домой, я попробую приготовить хлеб в микроволновке, чтобы посмотреть, получится ли из него съедобный тост.
Я думаю, что просто микроволновая печь сделает его сырым, а затем твердым (это вытеснит влагу). Я думаю, вам понадобится как поверхностный нагрев, так и нагрев в глубине, чтобы сделать это правильно. Не составляя уравнений теплопередачи, я не понимаю, какими должны быть пропорции.
и я согласен. Цифры, которые я получил, означали, сколько энергии требуется тостеру для поджаривания хлеба. Я не мог найти ничего о том, сколько энергии требуется для поджаривания хлеба.
Энергия почти наверняка слишком высока, но мне нравится ваш подход.
@ 2012rcampion Я делаю бутерброды с сыром в микроволновой печи, и я могу подтвердить, что в микроволновой печи они будут только теплыми и сырыми.
@XandarTheZenon Вы уверены, что это связано не только с сыром, но и с процессом приготовления в микроволновой печи? Я всегда предполагал, что это так. @ 2012rchampion, да здравствует наука!
Самый быстрый тостер [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v