Os degelos milagrosos são utensílios para descongelar rapidamente os alimentos. Coloque um cubo de gelo em um e derreta diante de seus olhos, mas a coisa toda permanece fria ao toque. Como eles funcionam?
(Inspirado por esta pergunta: utensílio para descongelar carne )
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Respostas:
referência: http://www.engineeringtoolbox.com/conductive-heat-transfer-d_428.html
Vamos dar uma olhada na equação de transferência de calor. Olhando para isso, podemos ver as maneiras de obter uma transferência de calor mais eficiente
A maneira como esses descongeladores funcionam agora deve ser fácil de entender. (1) São feitos de um material com uma constante de condutividade térmica muito alta, como o cobre. Quanto maior a condutividade térmica de um material, mais rápido ele pode equalizar sua temperatura com a do material circundante.
Coisas que se tocam querem ter a mesma temperatura. Quando você coloca um cubo de gelo em uma folha de cobre à temperatura ambiente, elas são temperaturas muito diferentes. Mas assim que tocam, querem ter a mesma temperatura, para que a transferência de calor comece. O calor "flui" do cobre para o gelo, aumentando a temperatura do gelo (derretendo-o) e diminuindo a temperatura do cobre. O calor também flui por todo o cobre, o que significa que mesmo as partes do cobre que estão longe do gelo estão perdendo calor.
Com a perda de calor do cobre, ele rapidamente perde o equilíbrio de temperatura com o ar circundante. Mas o ar e o cobre também querem ter a mesma temperatura e, assim, o calor do ar "flui" para o cobre, aproximando-o da temperatura ambiente, o que, por sua vez, permite que o cobre aqueça um pouco mais o gelo ... Mas é claro que não existem etapas distintas para esse processo: todas essas transferências de calor ocorrem simultaneamente e continuamente. E enquanto o ar tiver alguma circulação, considere-o um suprimento ilimitado de calor em temperatura ambiente.
A parte superior da placa de cobre é provavelmente plana, para aumentar a quantidade de área de superfície em contato com o gelo. O fundo da placa de cobre, no entanto, é provavelmente com nervuras ou aletas, para aumentar a área da superfície com o ar circundante, mas sem (2) criar mais espessura!
Também poderíamos abordar (3) e aquecer eletricamente o cobre, acima da temperatura ambiente, mas corremos o risco de aquecer parte dos alimentos a essa temperatura também. A vantagem de usar um dissipador de calor passivo de cobre é que a temperatura nunca subirá acima da temperatura ambiente!
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Os degelos milagrosos, também conhecidos como bandejas de degelo, são simplesmente pedaços de metal com alto coeficiente de transferência de calor. Os materiais com alta condutividade térmica transferem o calor com mais eficiência do que aqueles com baixa condutividade. O alumínio é barato e tem uma alta condutividade térmica em relação a outros materiais; portanto, a maioria é feita desse material.
No entanto, as bandejas de degelo realmente não funcionam tão bem quanto os comerciais que você acredita. O mesmo motivo pelo qual a comida derrete lentamente sem uma bandeja de degelo limita a rapidez com que ela derrete com uma, e isso ocorre porque o ar é um mau condutor de calor. Quando você derrete algo, o que está acontecendo é que o calor está sendo transferido do ambiente (ar, contra-superfície etc.) para o objeto até que o ambiente e o objeto estejam em equilíbrio, ou seja, as temperaturas de ambos são as mesmas. Uma bandeja de descongelamento ainda precisa receber calor do ambiente para transferir, e a rapidez com que isso pode ser feito é limitada pelo fato de ainda precisar receber calor do ar. Quando você coloca um objeto frio em uma bandeja de descongelamento, a bandeja transfere rapidamente seu calor para o objeto, mas quando a bandeja fica tão fria quanto o objeto, o descongelamento rápido para e ele '
Portanto, as bandejas de descongelamento são ótimas para fazer os cubos de gelo derreterem rapidamente e acelerar o degelo um pouco, mas não tanto assim.
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