Baari-illan pohdinta

Mikä on jäiden lämpötila? Sekoitetaanko siideriä, vai onko se vain paikallaan? Mikä on huoneen lämpötila ja suhteellinen kosteus?

Jäiden lämpötilaksi oletetaan 0 astetta. Siideriä ei sekoiteta luonnollista sekoittumista lukuunottamatta. Huoneen lämpötilaksi oletetaan 25 astetta. Suhteellinen kosteus 77 %.

Ei ole ihan noin yksinkertainen lasku. Pitkällä aikavälillä tosin lämpenee huoneen lämpöiseksi. Lisäksi tilanne on hyvin erilainen riippuen jäiden sijainnista. Onko kuinka suuri osa jäästä nesteen pinnalla ja kuinka paljon nesteen sisällä (onko siis esim. jääpalat kasana, jolloin vain muutama tulee pinnan ylle vai ovatko levittynet tasaisesti ympäri lasia, jolloin jokainen pala tulee osittain pinnalle). Pelkkä jäiden sijoitus lasissa vaikuttaa jo tuloksiin. Muuttujia on siis prosessissa aivan liian paljon, että järkevästi voisi lähteä ratkaisemaan (toki monet voi jättää pois laskuista vaikutusten ollessa liian pieniä, mutta silti...).

Mutua, siinä nollan hutikoilla ja ennen kuin juoma on juotu. Eli alle puolen tunnin.

Tuloksena nolla-asteinen vesi lasin pohjalla. Lasi tyhjeni jäitä lukuunottamatta ensi kallistuksella.

Entalpioista laskettuna tuosta siiderin ja jään sekoituksesta jää tasapainotilassa jäljelle vajaa 20 % nolla-asteista siideriä, sulanutta vettä sekä reilu 80 % jäätä. Jään ja nesteen välinen energiasisällön erotus on noin 40 kJoulea.

Jäiden aiheuttama jäähdytysteho on noin 18 wattia, josta seuraa se että aikaa tasapainotilan jäähdytykseen kuluu noin 2200 sekuntia eli noin 37 minuuttia. Käytännössä aika on pidempi, koska täydellistä konvektiota ei voi ko. lasissa tapahtua.

Lasin, kostean lasinpinnan, nestepinnan ja ilman välistä lämmönsiirtymistä ei ole otettu huomioon.

Käytetyt arvot

Vesi-jää -lämmönsiirtyminen 50 W/m2K
Jään ominaissulamislämpö s = 333000 J°/kg
Veden omainaislämpökapasiteetti 4,182 kJ/(K·kg)
Etanolin omainaislämpökapasiteetti 2,43 kJ/(K·kg)