Fysikinstitutionen presenterar: ”Finns det fysik i en kaffekopp?” eller ”Kaffedrickande ur ett naturvetenskapligt perspektiv”
Grundläggande frågeställning Hur lång tid tar det för nyserverat kaffe att uppnå optimal temperatur? Kan vi ställa upp en modell för detta?
Optimal dricktemperatur? Subjektiv statistisk undersökning. Mätning utförd vid 10 st kaffepauser där optimal dricktemperatur upplevts Optimal dricktemperatur ca. 58ºC (medianvärde)
Avsvalningstid? Newtons avsvalningslag: ”hastigheten på temperatursänkningen är proportionell mot temperaturdifferensen mot omgivningen” eller Sir Isaac Newton (1642-1727)
Avsvalningstid? En lösning till avsvalningslagen är: där k är materialkonstant. Uppmätta värden: TR = 21,4 ºC T0 = 67,3 ºC (70,0 ºC ) T(4)= 62,6 ºC
Avsvalningstid? Vår modell? Insättning av våra mätningar ger: T(t) = 45,9 ekt + 21,4 T(4) = 62,6 = 45,9 ek4 + 21,4 Vilket ger: k = ln(41,2/45,9)/4 ≈ -0,027 dvs T(t) = 45,9 e-0,027t + 21,4 När är T = 58 ºC ? T(t) = 45,9 e-0,027t + 21,4 = 58 ger t ≈ 8,4 min Under vilka omständigheter gäller detta? Lösningen approximativ förutsatt: full “standardkopp”, ingen omrörning, samma T0,TR etc.
Avsvalningstid? Grafisk presentation: exponential modell enl. avsvalningslagen Linjär modell
Återstående frågeställningar Hur mycket energi krävs för att värma kaffet? ( E = m·c·∆T) Var tar energin vägen? Bidrar kaffedrickarna till uppvärmningen och borde subventioneras därefter? Verkningsgrad på kaffebryggare? Vilket sätt är energisnålast? Koka eller brygga? Vad är egentligen JAVA? (datainst.?) m.m. m.m
Visste du förresten att? Historiens första automatiska kaffekokare uppfanns 1883 av den då 14-årige svenske uppfinnaren Gustaf Dahlén. Dahlén fick senare 1912 Nobelpriset, dock ej för sin forskning inom kaffets område.
Tack till!! Lars-Åke! Utan dig hade vi inte haft samma excellenta tillgång till experimentellt material. Vi hoppas för framtida experiment och undersökningar att du ska fortsätta att på samma oklanderliga sätt ta hand om oss och vårt kaffe!!