Putojanti šalta matematika: apskaičiavo, kokios formos taurė alų ilgiausiai išlaiko šaltą

Brazilijos federalinio Sao João del-Rei universiteto šilumos ir skysčių mokslų profesorius Claudio Pellegrini problemą išsprendė pagal pagrindinę matematinę formulę, skirtą įvairioms skaidrių alaus taurių konstrukcijoms, daugiausia dėmesio skirdamas kelioms populiarioms konstrukcijoms: „Brazilian tulip“, „Imperial pint“, „American pint“, „Weizen“ taurėms, klasikiniam alaus bokalui ir „super“ bokalui.

Nors C. Pellegrini atmetė tokius kintamuosius kaip šilumos perdavimą nuo rankų ar putų poveikį, jis sutelkė dėmesį į taurės formą – kad nustatytų veiksmingiausią šalto alaus dizainą.

„Tropinėse šalyse, pavyzdžiui, Brazilijoje, nuolat iškyla problema, kaip išlaikyti šaltį vartojimo metu, ypač pakrančių regionuose“, – pažymi jis.

Savo darbe jis daugiausia dėmesio skyrė stiklo išlenkimui, atkreipdamas dėmesį į tai, kad žmonės teikia estetinį pirmenybę skaidriems indams, ir kad dauguma jų dugne turėtų tam tikrą izoliaciją.

„Įpiltas į bokalą alus pradeda šalčiu keistis su aplinka ir šis procesas trunka tol, kol alus pasiekia šiluminę pusiausvyrą su aplinka (įskaitant bokalą) – o to iš esmės niekas nenori. Priklausomai nuo pradinio temperatūros skirtumo tarp alaus ir aplinkos, per trumpą laiką gėrimas gali tapti netinkamas vartoti, – aiškina mokslininkas. – Kritiniu atveju, pavyzdžiui, paplūdimyje vėjuotą 38 °C dieną, kad alus taptų negeriamas, gali pakakti vos trijų minučių“.

Mokslininkas įvertino optimalų minimalų šilumos perdavimą ir pasirinko jau egzistuojančią formą – klasikinę pilsnerio taurę. Šis indas, paprastai siauras apačioje ir platus viršuje, su tolygiu išlenkimu, pasirodė esąs – matematiškai kalbant – pranašesnis už visus kitus tipus.

„Potencialios tolesnių tyrimų sritys apima galimybę taurės pagrindui ir jos korpusui keistis šiluma su aplinka, įskaitant spindulinį šilumos perdavimą ir (arba) šilumos perdavimą per putas“, – pažymi mokslininkas.

C. Pellegrini taip pat nurodo, kad be asmeninio susidomėjimo jis turėjo ir kitą šio tyrimo motyvą – paskatinti mokinius labiau įsitraukti į dažnai abstrakčią ir sausą mokslų sritį.

„Pagrindinis tikslas, žinoma, buvo padidinti inžinerijos studentų susidomėjimą fizika ir matematika, – teigia mokslininkas. – Tačiau antrinis, bet labai svarbus šių rezultatų pritaikymas buvo ir apsaugoti mūsų alaus kokybę.“

Tyrimas paskelbtas išankstinių publikacijų serveryje „arXiv“.

Parengta pagal „New Atlas“.