понедельник, 21 марта 2016 г.

Температура — кипения воды и в калориях

  • Известно, что температура кипения воды 100 °C, но это при н.у. Вместе с тем известно, что температура кипения зависит от атмосферного давления — чем выше давление, тем чайник закипит при большей температуре. Возникает вопрос — каков масштаб бедствия, т.е. насколько разная температура в чайнике в зависимости от текущей погоды?
  • Известно, что энергии в горячем теле больше, чем в холодном. Также известно, что когда мы потребляем еду, то её энергоемкость измеряется в ккал, что то же самое, энергия. Возникает вопрос — каков масштаб бедствия, т.е. насколько проще худеть если пить например холодный чай вместо горячего?

Про чайник

Возьмем табличку, по которой понятно, какая температура кипения при каком давлении.

Теперь рассмотрим типичные умеренные случаи. Если посмотреть на карту давления Европы, то оно изменяется где-то от 100 до 103 кПа. Это означает, что в случае циклона (низкое давление, гроза/тучи) вода в чайнике закипает при ~99.6 °C, а в случае антициклона (высокое давление, ясно) при ~100.5 °C. т.е. разница в один градус (или, ±0.5°C), т.е. в яcную погоду кипяток на один градус горячее.

Если взять более экстремальные перепады, которые характерны для континентального климата, то например для Сибири картина несколько другая. Во-первых, зимой вода в чайнике в среднем закипает при температуре на 1°C выше, чем летом. Во-вторых, там чаще могут быть рекорды, из-за которых температура закипания колеблется от 94 до 101.9°C.

Отдельно стоит упомянуть поправку на высоту. Например, у нас в Гомеле, высота над уровнем моря 140 м, что вносит свой вклад в понижение температуры кипения например с ~99.83 до ~99.35 °C, т.е. на 0.48 °C. Если же взять плоскогорье в 1000 м, то разница составит 96.7°C, т.е. где-то на 3.3°C.

Про калории

Известно, что 1 кал это нагрев 1 г воды на 1°C. Для приближения к нашей реальности можно посчитать, сколько ккал нужно для нагревания чашки (пусть 200 мл воды) на 10°C. Т.е. ~0.2 кг воды на 10 градусов это будет 2 ккал.

Потреблять очень горячий чай (например, > 70°C) череповато раками и прочими болезнями, поэтому за горячий возьмем 60°C. Альтернативный вариант холодный в 20°C. Разница между ними ~40, т.е. по текущим подсчетам получается 8 ккал на чашку. Другими словами, если пить 5 холодных чашек в день вместо горячих, то можно наэкономить целых 40 ккал в сутки!

Как это относится с диетологией и проч. не знаю (вполне вероятно никак — похудеть не получится — т.к. мы теплокровные с постоянной температурой тела, которую сами же стабилизируем), но сам порядок цифр оказался интересным.