Bagaimana cara Miracle Thaw bekerja?

Miracle Thaw adalah peralatan untuk makanan yang cepat mencair. Letakkan es batu di atasnya dan meleleh di depan mata Anda, namun semuanya tetap dingin saat disentuh. Bagaimana mereka bekerja?

(Terinspirasi oleh pertanyaan ini: Perkakas untuk melelehkan daging )

referensi: http://www.engineeringtoolbox.com/conductive-heat-transfer-d_428.html

Mari luangkan waktu sejenak untuk melihat persamaan perpindahan panas. Melihat itu, kita bisa melihat cara untuk mendapatkan perpindahan panas yang lebih efisien

q / A = k dT / s 

q / A = heat transfer per unit area (W/m2)
k = thermal conductivity  (W/mK)
dT = temperature difference (oC)
s = wall thickness (m)

1. menggunakan bahan dengan konstanta konduktivitas termal yang tinggi (seperti tembaga)
2. bahan thinner (!)
3. mempertahankan perbedaan suhu yang lebih tinggi

Cara kerja para pencuri ini sekarang harus mudah dipahami. (1) Mereka terbuat dari bahan yang memiliki konstanta konduktivitas termal yang sangat tinggi, seperti tembaga. Semakin tinggi konduktivitas termal suatu material, semakin cepat dapat menyamakan suhu dengan material di sekitarnya.

Hal-hal yang saling menyentuh ingin memiliki suhu yang sama. Ketika Anda meletakkan es batu pada selembar tembaga bersuhu ruangan, itu adalah suhu yang sangat berbeda. Tetapi begitu mereka menyentuh, mereka ingin memiliki suhu yang sama, jadi perpindahan panas dimulai. Panas "mengalir" dari tembaga ke es, meningkatkan suhu es (melelehkannya), dan menurunkan suhu tembaga. Panas juga mengalir di seluruh tembaga itu sendiri, yang berarti bahwa bahkan bagian-bagian dari tembaga yang jauh dari es kehilangan panas.

Dengan tembaga yang kehilangan panas, ia dengan cepat jatuh dari kesetimbangan suhu dengan udara di sekitarnya. Tetapi udara dan tembaga juga ingin memiliki suhu yang sama, dan karenanya panas dari udara "mengalir" ke dalam tembaga, membawanya kembali lebih dekat ke suhu kamar, yang pada gilirannya memungkinkan tembaga untuk memanaskan es lagi ... Tapi tentu saja tidak ada langkah berbeda untuk proses ini: semua perpindahan panas ini terjadi secara simultan dan terus menerus. Dan selama udara memiliki sirkulasi, Anda dapat menganggapnya sebagai pasokan panas suhu ruangan yang tidak terbatas.

Bagian atas pelat tembaga mungkin rata, untuk menambah jumlah area permukaan yang bersentuhan dengan es. Namun, bagian bawah pelat tembaga mungkin berusuk atau bersirip, untuk menambah luas permukaan dengan udara di sekitarnya, tetapi tanpa (2) menciptakan lebih banyak ketebalan!

Kita juga bisa mengatasi (3) dan memanaskan tembaga secara listrik, di atas suhu kamar, tetapi kemudian kita berisiko memanaskan bagian makanan pada suhu itu juga. Manfaat menggunakan heatsink tembaga pasif adalah bahwa suhu tidak akan pernah naik di atas suhu kamar!

Miracle thaw, juga dikenal sebagai baki pencairan es, hanyalah bongkahan logam dengan koefisien perpindahan panas yang tinggi. Bahan yang memiliki transfer konduktivitas termal tinggi lebih efisien daripada yang dengan konduktivitas rendah. Aluminium murah dan memiliki konduktivitas termal yang tinggi dibandingkan bahan lainnya, jadi sebagian besar terbuat dari bahan itu.

Namun, nampan pencairan es tidak benar-benar berfungsi sebaik iklan yang Anda yakini. Alasan yang sama bahwa makanan Anda mencair perlahan-lahan tanpa nampan pencairan membatasi seberapa cepat itu akan mencair dengan satu, dan itu karena udara adalah penghantar panas yang buruk. Ketika Anda mencairkan sesuatu yang terjadi adalah bahwa panas dipindahkan dari lingkungan (udara, permukaan meja, dll) ke objek hingga lingkungan dan objek berada dalam kesetimbangan, yaitu suhu keduanya sama. Baki pencair masih harus mendapatkan panas dari lingkungan untuk dipindahkan, dan seberapa cepat dapat melakukan ini dibatasi oleh fakta bahwa masih harus mendapatkan panas dari udara. Saat Anda meletakkan benda dingin di baki pencair, baki akan dengan cepat memindahkan panasnya ke benda itu, tetapi begitu baki itu menjadi sedingin objek itu, pencairan cepat berhenti dan itu pun '

Jadi nampan pencairan hebat untuk membuat es batu meleleh dengan cepat, dan mereka akan mempercepat pencairan sedikit, hanya saja tidak sebanyak itu.