Student World

Randall Munroe, autor komiksu xkcd (v češtině vychází na abclinuxu.cz) a geniální knihy Co kdyby (viz níže) se k problému dostal tak, že mu jeden zvědavec položil dotaz: Cožpak tím, že mícháme lžičkou, horkému nápoji vlastně nedodáváme kinetickou energii a tím ho naopak neohříváme, protože pohyb se přemění na teplo?

Krátký výpočet ukáže, že dodaná kinetická energie je ve skutečnosti zanedbatelná, tedy alespoň pokud nepoužijeme uzavřený vysokorychlostní mixér. Pozornost se tím ale přesunula na vlastní chladnutí nápoje v hrnku. Zdálo by se, že rychlost přenosu tepla je závislá (přímo úměrná nebo jinak pozitivně korelující) na rozdílu teplot na rozhraní. Mícháním přivádíme na hladinu teplejší kapalinu zespodu hrnku, takže přenos tepla/ochlazování se tím zrychlí. Navíc mícháme i vzduch, takže teplejší, ohřátý vzduch nad hladinou se nahradí chladnějším, což je zase přesně to, co chceme.

Jiná věc je, kdybychom analyzovali delší časová měřítka. Horká voda je lehčí, stoupá vzhůru. Pokud je voda oceánu teplejší než vzduch a s oceánem pořádně zamícháte třeba vlnobitím, pak se rychlost jeho ochlazování naopak sníží, protože nahoru teď pronikne voda chladnější. Nicméně se nezdá, že by tento mechanismus byl relevantní pro šálek kávy.

Munroe nicméně cituje člověka, který pokus velmi pečlivě provedl a publikoval grafy i zdrojová data. Šedá je prostě teorie a co vypadá logicky, nemusí být ještě proto správně. Výsledky jsou prý následující. Míchaný čaj chladne stejně rychle jako nemíchaný. Pokud čaj nemícháme, ale pouze v něm vertikálně pohybujeme lžičkou tam a zpět, pak chlazení možná urychlíme, ale stejně jen zanedbatelně a je to celé na hranici statistické chyby.

Zdroj: Randall Munroe: Co kdyby – vážné vědecké odpovědi na absurdní hypotetické otázky, Práh 2014

Poznámka: Tady samozřejmě netřeba věřit jednomu pokusu, stejně jako netřeba věřit, že míchání funguje, protože to tak dělají všichni. Zrovna tenhle experiment je natolik jednoduchý, že si to může každý se dvěma či třemi hrnky kávy či čaje nebo talíři polévky zkusit sám.

autor Pavel Houser