Miracle Thaws sind Utensilien zum schnellen Auftauen von Lebensmitteln. Legt man einen Eiswürfel darauf, schmilzt er vor den Augen, und das Ganze bleibt bei Berührung kühl. Wie funktionieren sie?
(Inspiriert durch diese Frage: Utensil zum Auftauen von Fleisch )
Referenz: http://www.engineeringtoolbox.com/conductive-heat-transfer-d_428.html
Nehmen wir uns einen Moment Zeit, um die Wärmeübertragungsgleichung zu betrachten. Wenn wir sie betrachten, können wir die Wege zu einer effizienteren Wärmeübertragung sehen
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)
Die Art und Weise, wie diese Taucher arbeiten, sollte jetzt leicht verständlich sein. (1) Sie bestehen aus einem Material, das eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeitskonstante hat (wie Kupfer). Je höher die Wärmeleitfähigkeit eines Materials ist, desto schneller kann es seine Temperatur an die des umgebenden Materials angleichen.
Dinge, die sich berühren, wollen die gleiche Temperatur haben. Wenn Sie einen Eiswürfel auf eine Kupferplatte mit Raumtemperatur legen, sind das sehr unterschiedliche Temperaturen. Aber sobald sie sich berühren, wollen sie die gleiche Temperatur haben, also beginnt die Wärmeübertragung. Wärme “fließt” vom Kupfer zum Eis, wodurch sich die Temperatur des Eises erhöht (es schmilzt) und die Temperatur des Kupfers sinkt. Wärme fließt auch durch das Kupfer selbst, was bedeutet, dass sogar die Teile des Kupfers, die weit vom Eis entfernt sind, Wärme verlieren.
Wenn das Kupfer Wärme verliert, gerät es schnell aus dem Temperaturgleichgewicht mit der umgebenden Luft. Aber die Luft und das Kupfer wollen auch die gleiche Temperatur haben, und so “fließt” Wärme aus der Luft in das Kupfer und bringt es wieder näher an die Raumtemperatur, was wiederum dem Kupfer erlaubt, das Eis etwas mehr zu erwärmen…. Aber natürlich gibt es bei diesem Prozess keine getrennten Schritte: all diese Wärmeübertragungen finden gleichzeitig und kontinuierlich statt. Und solange die Luft eine gewisse Zirkulation hat, kann man sie als eine unbegrenzte Zufuhr von Wärme bei Raumtemperatur betrachten.
Die Oberseite der Kupferplatte ist wahrscheinlich flach, um die mit dem Eis in Kontakt stehende Oberfläche zu vergrößern. Die Unterseite der Kupferplatte ist jedoch wahrscheinlich gerippt oder gerippt, um die Oberfläche mit der umgebenden Luft zu vergrößern, aber ohne (2) mehr Dicke zu erzeugen!
Wir könnten auch (3) ansprechen und das Kupfer elektrisch über Raumtemperatur erhitzen, aber dann laufen wir Gefahr, einen Teil der Lebensmittel ebenfalls auf diese Temperatur zu erhitzen. Der Vorteil der Verwendung eines passiven Kupferkühlkörpers besteht darin, dass die Temperatur niemals über die Raumtemperatur ansteigt!
Wunder-Tauwannen, auch als Auftauwannen bekannt, sind einfach Metallstücke mit einem hohen Wärmeübertragungskoeffizienten. Materialien, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit haben, übertragen die Wärme effizienter als solche mit einer niedrigen Leitfähigkeit. Aluminium ist billig und hat im Vergleich zu anderen Materialien eine hohe Wärmeleitfähigkeit, so dass die meisten aus diesem Material hergestellt werden.
Auftauwannen funktionieren jedoch nicht so gut, wie die Werbung Sie glauben machen will. Der gleiche Grund dafür, dass Ihr Essen ohne Auftauschale langsam auftaut, schränkt die Geschwindigkeit ein, mit der es mit einer Schale auftaut, und das liegt daran, dass Luft ein schlechter Wärmeleiter ist. Wenn Sie etwas auftauen, passiert Folgendes: Wärme wird von der Umgebung (Luft, Thekenoberfläche usw.) auf den Gegenstand übertragen, bis die Umgebung und der Gegenstand im Gleichgewicht sind, d.h. die Temperaturen von beiden gleich sind. Ein Auftautablett muss immer noch Wärme aus der Umgebung erhalten, um Wärme zu übertragen, und wie schnell es dies tun kann, wird durch die Tatsache begrenzt, dass es immer noch Wärme aus der Luft erhalten muss. Wenn Sie einen kalten Gegenstand auf ein Auftautablett legen, überträgt das Tablett die Wärme schnell auf den Gegenstand, aber sobald das Tablett so kalt wie der Gegenstand wird, hört das schnelle Auftauen auf, und es hängt davon ab, wie schnell die Umgebung Wärme übertragen kann, was nicht so schnell ist…
Auftautabletts sind also hervorragend geeignet, Eiswürfel schnell schmelzen zu lassen, und sie beschleunigen das Auftauen ein wenig, nur nicht so sehr.