Kalkulator chłodzenia napojów

Wyobraź sobie gorące popołudnie w środku lata. Korzystasz z uroków słońca już od ponad godziny i zaczynasz odczuwać pragnienie. Słońce praży coraz mocniej, a pot zaczyna spływać po czole. To znak, że czas na coś orzeźwiającego! Otwierasz puszkę ulubionego napoju i przykładasz ją do ust, chcąc ugasić pragnienie. Czy mogłoby być coś gorszego niż rozczarowanie faktem, że twój napój jest zbyt ciepły, a jego smak jest daleki od wymarzonego ideału? Możesz oczywiście włożyć otwartą już puszkę do lodówki lub nawet zamrażarki, ale czy to pozwoli na szybkie schłodzenie napoju? Jak długo trzeba chłodzić napój, by osiągnął optymalną temperaturę i przyniósł tak oczekiwane orzeźwienie?

By rozwiązać ten istotny problem, zaprojektowaliśmy specjalnie dla ciebie kalkulator chłodzenia napojów. Już nie będzie potrzeby ciągłego biegania do zamrażarki tylko po to, by sprawdzić czy napój jest już idealnie chłodny - tego lata z pomocą przyszła nauka i podała właściwą odpowiedź na tacy!

W poniższym artykule dowiesz się, jakie są idealne temperatury serwowania różnych napojów oraz poznasz ciekawostki dotyczące tego, jak nasi przodkowie radzili sobie z chłodzeniem w przeszłości - gdyż nie jest to jedynie problem współczesnego świata. Dzielimy się też wskazówkami, jak przyspieszyć proces chłodzenia, nawet jeśli w pobliżu nie ma żadnej lodówki!

Przed przystąpieniem do chłodzenia powinniśmy dowiedzieć się, jaka jest właściwie idealna temperatura picia napojów. Tak, tak, wiemy, że gdy na zewnątrz panuje skwar, a bezlitosne słońce praży, wszystko czego potrzebujesz do ugaszenia pragnienia to szklanka ciekłego lodu. Naukowcy odkryli jednak, że napoje spożywane w różnych temperaturach mogą w różny sposób wpływać na odczucia. Udowodnili na przykład, że podczas gorącego i suchego dnia warto pić gorące napoje, które ochładzają ciało efektywniej niż zimne. Natomiast jeśli twoim głównym celem jest jak najszybsze zaspokojenie pragnienia, niedawne badania sugerują, że najlepszym wyjściem są zimne i gazowane napoje. To odkrycie jest w zgodzie z innymi badaniami nad mózgiem, które dowiodły, że wrażenia smakowe odczuwane podczas picia odgrywają istotną rolę w gaszeniu pragnienia.

Poniżej skupimy się jednak przede wszystkim na historycznie ukształtowanych zwyczajach serwowania napojów, które odzwierciedlają specyficzne cechy różnych napojów. Ze względu na ich zróżnicowaną strukturę chemiczną, temperatura, w której powinieneś najbardziej cieszyć się smakiem picia będzie się różnić od napoju do napoju.

• Wina

  Nie ma chyba innego napoju, dla którego odpowiednia temperatura byłaby tak istotna. Ogólne zasady serwowania wina mówią, że najlepiej jest schłodzić białe i różowe wina do niskich temperatur, ok. 9-13°C. Powoduje to, że kwasowość jest wyraźniejsza, a wino jest lekkie i pełne aromatu. Gdy wino jest zbyt ciepłe, zawarty w nim alkohol zaczyna dominować, co prowadzi do drażniącego posmaku. Nie przesadzaj jednak ze zbyt niską temperaturą! Wino może wtedy całkowicie stracić swój smak. Białe wina zawierające dużą ilość szczątkowego cukru, jak lodowe wina albo węgierskie Tokaj Aszú, najlepiej jest więc serwować w 10-12°C.

  Czerwone wina najlepiej serwować w temperaturze pokojowej. Zanim jednak przejdziemy dalej, spróbujmy odpowiedzieć na pytanie "co to jest temperatura pokojowa?". Nie jest to klimat panujący w większości współczesnych mieszkań, jak mogłoby się wydawać. Pierwszy raz wykorzystano to określenie w średniowiecznej Europie, kiedy to dużo trudniej było kontrolować temperaturę w domu. Nasi przodkowie byli skazani na temperatury około 15 - 18°C panujące wewnątrz pomieszczenia. Jak się okazuje, to właśnie w tej temperaturze czerwone wino ma zarówno najlepszy soczysty zapach jak i zbalansowany smak winogron.

  W lodówce powinno się najdłużej trzymać musujące wina oraz szampany. Ich optymalna temperatura to 8-10°C, choć słodkie aromatyczne musujące wina potrzebują schłodzenia do nawet 7°C.

• Piwa

  Jeśli wyobrażamy sobie butelkę piwa w czasie gorącego letniego dnia, od razu myślimy o ekstra schłodzonym złocistym napoju, który ugasi nasze pragnienie. Jednak w zależności od rodzaju piwa i jego jakości, precyzyjna temperatura serwowania może się znacząco zmieniać. Zasadniczo przyjmuje się, że żadne piwo nie powinno być serwowane poniżej 6°C, ponieważ lodowata temperatura gasi jego smak. Choć będziesz cieszyć się z lagera w najniższych temperaturach (gdzieś pomiędzy 6°C-9°C), to już w przypadku ale będziesz prawdopodobnie raczyć się cieplejszym piwem: ok. 7°C-11°C. Jeśli preferujesz stouty, to temperatura w piwnicy, czyli ok. 13°C, jest najlepszym wyborem.

• Napoje gazowane

  Sytuacja jest dużo mniej skomplikowana w przypadku napojów gazowanych: będziesz odczuwać ich pełen smak w dowolnej temperaturze. Mimo to Pepsi i Coca-Cola rekomendują, by spożywać ich produkty w różnych temperaturach. Zgodnie z ich wytycznymi, Pepsi jest najlepsze w 5.5°C, natomiast Cola-Cola powinna być pita w 3.3°C. Możemy więc chyba powiedzieć, że gazowanymi napojami najlepiej jest się cieszyć w ok. 4 - 5°C

• Woda

  W przypadku wody wiele zależy od tego, po co ją pijemy. Głównym celem spożywania wody jest nawodnienie organizmu. Dlatego w naszym kalkulatorze chłodzenia napojów uwzględniliśmy temperatury, które najlepiej spełniają tę właśnie funkcję. Przeprowadzone badania dotyczące nawadniania organizmu odwodnionych sportowców pokazują, że optymalny poziom nawodnienia otrzymuje się przy spożywaniu wody w ok. 16°C. Inne badania sugerują, że gdy głównym celem pozostaje ugaszenie twojego pragnienia, najlepiej sięgnąć po zimną i gazowaną wodę.

• Soki

  Soki najlepiej serwować zimne. Nie można jednak przesadzić z chłodzeniem, ponieważ poniżej 12°C tracą one swój słodki owocowy smak. Idealna temperatura dla soków to pomiędzy 12-15°C.

• Alkohole wysokoprocentowe

  Choć niektóre alkohole jak brandy czy whiskey są najwytrawniejsze w temperaturach bliskich pokojowej temperaturze, inne rodzaje alkoholi tradycyjnie spożywa się zimne. Tak jak pewnie udało ci się zgadnąć - są to wódka i gin. Stają się one nieco lepkie podczas chłodzenia, co pomaga zamaskować część ich drażniącego smaku. Z kolei likiery powinne być trzymane w lodówce, ponieważ zimno pozwala zbalansować wysoką zawartość cukru, którą zwykle posiadają. Złym pomysłem jest natomiast trzymanie dobrej jakości wódki i ginu w zamrażarce, gdyż wiąże się to z utratą ich smaku. Najlepsze temperatury serwowania to 0°C-4°C.

Mimo, że może się tak na początku wydawać, ten kalkulator nie korzysta z magii. Zamiast tego do jego stworzenia zaprzęgliśmy znacznie potężniejsze narzędzie: fizykę! Kalkulator chłodzenia napojów jest łatwiejszą do użycia wersją naszego kalkulatora prawa stygnięcia Newtona, który został odpowiednio zmodyfikowany o techniczne wartości najczęstszych kombinacji pojemników (butelek, puszek) z napojami.

Prawo stygnięcia Newtona:

T = T₁ + (T₀ - T₁) * exp(- k * t),

gdzie:

• T [K]: temperatura przedmiotu po czasie t,
• T₁ [K]: temperatura otoczenia,
• T₀ [K]: temperatura początkowa przedmiotu,
• t [s]: czas przeznaczony na chłodzenie,
• k [1/s]: współczynnik chłodzenia.

Współczynnik chłodzenia jest równy:

k = h * A / C,

gdzie

• h [W/(m² * K)]: współczynnik przewodnictwa cieplnego,
• A [m²]: powierzchnia wymiany cieplnej,
• C [J/K]: pojemność cieplna.

Jak to bywa w większości przypadków wykorzystania fizyki w realnym świecie, również i tutaj zastosowaliśmy kilka przybliżeń. Jesteśmy jednak pewni, że uzyskane wyniki zadowalająco odwzorowywują rzeczywistość (i to nie tylko w przypadku próżni i idealnie okrągłych pojemników!).

Jeśli chcesz odświeżyć swoją wiedzę na temat pojemności cieplnej, sprawdź nasz kalkulator ciepła właściwego.

Jak wcześniej wspomnieliśmy, celem kalkulatora chłodzenia napojów jest określenie czasu, na jaki trzeba umieścić napój w lodówce (lub w innym chłodnym miejscu), by uzyskać optymalną temperaturę spożycia. By zapewnić jeszcze lepszy komfort użytkowania tego kalkulatora, zaprojektowaliśmy go tak, by można było wybrać różne temperatury końcowe napoju w zależności od wybranych okoliczności. Możesz też wpisać swoją idealną temperaturę!

1. Co chcesz schłodzić?

Aby zacząć obliczenia wybierz jeden z napojów, które omówiliśmy we wcześniejszej części tego tekstu.

2. Butelka/pojemnik

Określ rozmiar butelki (czyli jej objętość), ponieważ ma to duży wpływ na proces chłodzenia.

3. Gdzie znajdował się napój?

Kolejnym istotnym czynnikiem jest początkowa temperatura twojego napoju. Możesz wybrać pomiędzy trzema domyślnymi miejscami trzymania butelki/pojemnika lub ustawić własną temperaturę.

4. Gdzie chcesz schłodzić napój?

Tutaj należy wybrać miejsce gdzie chcesz włożyć napój by go ochłodzić. Weź pod uwagę, że temperatura tego miejsca powinna być mniejsza niż temperatura początkowa i optymalna temperatura twojego napoju.

5. Pożądana temperatura

Domyślnie pożądaną temperaturę ustawiamy jako optymalną temperaturę spożywania wybranego napoju, taką jak zdefiniowaliśmy na samym początku tego artykułu. Ciągle jednak możesz ją niemal dowolnie zmodyfikować, by uzyskać odpowiedni poziom orzeźwienia!

Po określeniu powyższych opcji, jako wynik natychmiastowo otrzymasz czas, jaki jest potrzebny do osiągnięcia pożądanej temperatury napoju. Żeby pokazać jak wygląda proces chłodzenia, dodaliśmy dynamiczny wykres, który poinformuje cię, jak zmienia się temperatura napoju w czasie. Może się on okazać bardzo przydatny, jeżeli cierpliwość nie jest twoją mocną stroną i nie lubisz czekać. Wtedy wystarczy, że szybko zerkniesz jaka jest aktualna temperatura napoju i zdecydujesz, czy jest już odpowiednio chłodny.

Mimo że mechaniczne chłodziarki (np. lodówki) są względnie nowoczesnym wynalazkiem, historia chłodzenia napojów wcale nie zaczyna się od tego momentu. Już antyczne społeczeństwa takie jak Grecy, Rzymianie i Chińczycy kruszyły i przechowywały lód, który następnie był wykorzystywany jako element orzeźwienia w napojach. W innych miejscach na świecie gdzie lód był towarem deficytowym, ludzie trzymali wodę w porowatych glinianych naczyniach, które funkcjonowały jak naturalne klimatyzatory ewaporacyjne (urządzenie, które chłodzi powietrze poprzez odparowanie wody).

Zaskakujące jest to, że do niedawna głównym narzędziem chłodzenia pozostawał naturalny lód, którego użycie było zarezerwowane przede wszystkim dla elit. Lodowe drinki stały się dostępne dla ogółu społeczeństwa dopiero w XVIII wieku. Natomiast prawdziwe zapotrzebowanie na lód pojawiło się dopiero w połowie XIX wieku.

Wtedy też na scenie pojawił się Amerykański biznesmen Frederic "Król Lodu" Tudor, który był wpływową postacią w zakresie produkcji lodu. Tudor postanowił promować na skalę światową swoje rozrastające się przedsiębiorstwo sprzedające lód. Tak właśnie Ameryka stawała się coraz bardziej zafascynowana chłodnymi napojami; pod koniec XIX wieku większość amerykańskich miast wykorzystywała lód jako główny środek orzeźwiający. Naturalny lód potrzebował jednak wyrafinowanej linii produkcyjnej, a przez to był względnie drogi. Nieustający popyt na ten towar oraz wysoki koszt przyśpieszyły rozwój mechanicznych chłodziarek, które ostatecznie pojawiły się w połowie XIX wieku. Fakt, że jedna z pierwszych lodówek na świecie była reklamowana jako chłodzenie butelki szampana w dziesięć minut ilustruje silne ludzkie pragnienie spożywania chłodnych napojów.

Mechaniczne chłodziarki były początkowo ogromne, przez co ich wykorzystanie było ograniczone raczej do przemysłu. Domowe chłodziarki przypominały proste lodowe pudełka z niewielką przestrzenią i efektywnością. W 1920 roku dzięki przyśpieszonemu rozwojowi technologicznemu mechaniczne lodówki stały się mniejsze oraz bardziej przystępne, co doprowadziło do tego, że urządzenia te stały się powszechne i łatwo dostępne w większości domostw.

Jeśli śpieszno ci ze schłodzeniem twojego napoju albo masz wiele butelek, o które trzeba zadbać, to niżej opisaliśmy kilka sztuczek pozwalajacych przyśpieszyć chłodzenie. Możesz oczywiście łączyć różne rodzaje technik, by jeszcze bardziej przyspieszyć ten proces.

• mokry papier wokół butelki

Pierwszą możliwością jest owinięcie butelki za pomocą mokrego ręcznika papierowego zanim włożysz go do lodówki albo zamrażarki. Niska temperatura w lodówce prowadzi do przyspieszonego procesu parowania, co oznacza, że woda w papierze ułatwia pozbycie się energii cieplnej tworząc ekstra chłodziarkę. Polecamy przy okazji kalkulator energii cieplnej, gdzie możesz odświeżyć wiedzę na jej temat.

• lodowo-solno-wodna kąpiel

Jeśli nie masz już miejsca w lodówce, ale akurat posiadasz kilka kostek lodu, to możesz stworzyć własną lodówkę! Wystarczy, że wypełnisz dużą miskę albo zlew lodem, wodą oraz solą (dodaj około szklankę soli na każde 1.3 kg lodu). Rozpuszczona sól obniża temperaturę zamarzania wody, przez co molekuły wody przemieniają się w kryształki lodu w niższej temperaturze. W ten sposób więcej kostek lodu zmienia się w ciecz, a ta zmiana stanu skupienia powoduje, że chłodzona butelka uzyskuje mniejszą temperaturę niż zwykle.

• suchy lód

Rewelacyjną alternatywą lodu z wody jest suchy lód. Suchy lód to po prostu dwutlenek węgla (CO₂) w stałym stanie skupienia, który nie topi się do cieczy, ale sublimuje, czyli przemienia się bezpośrednio w gaz.

• izolacja napojów

Gorące letnie dni często są powodem szybkiego ogrzewania się napojów. By uniknąć tego procesu (albo przynajmniej go spowolnić) możesz otoczyć butelkę materiałem, który izoluje ją od temperatury otoczenia. Masz do wyboru wiele opcji jeśli chodzi o dobre izolatory. Wszystko zrobione z pianki albo nawet mały ręcznik albo gazeta załatwi sprawę. Inną skuteczną metodą jest wlanie napoju do izolowanego pojemnika (gdzie możesz dodać kilka kostek lodu).

• mokry materiał bez lodówki

Nawet jeśli jesteś gdzieś na zewnątrz i nie masz dostępu do urządzenia chłodniczego, ciągle będziesz w stanie schłodzić swój napój dzięki tej wskazówce. Musisz zabrać ze sobą materiał, najlepiej bawełnę, i okryć nim swój pojemnik. Zostanie wtedy uruchomiony mechanizm parowania o którym mówiliśmy w pierwszej sztuczce, który po pewnym czasie ochłodzi twój napój.

• znajdź naturalnie chłodne miejsce

Gdy jesteś poza domem, dobrym pomysłem jest znalezienie miejsca, które jest po prostu chłodniejsze niż powietrze. Potencjalnymi kandydatami są rzeki, jeziora, strumienie lub każde inne źródło wody, które znajduje się choć trochę w cieniu.

• Definicja optymalnej temperatury

Optymalna temperatura dla konkretnego napoju może się różnić od tej, którą ustawiamy domyślnie w kalkulatorze chłodzenia napojów. Wynika to z lokalnych obyczajów, osobistych upodobań lub takich szczegółów jak jakość samego napoju. Ze względu na mnogość wariacji drinków pitych na całym świecie, skupiliśmy się na najpopularniejszych napojach i ich typowych temperaturach.

• Niepewność obliczeniowa

Pamiętaj, że wyniki otrzymywane dzięki naszemu kalkulatorowi powinny być traktowane jedynie jako przybliżona wskazówka, ponieważ jego dokładność zależy od wielu niezależnych od nas czynników zewnętrznych. Na przykład zbyt duża liczba butelek włożona do lodówki może zmienić temperaturę tam panującą. Na proces chłodzenia wpływają też niewielkie odchylenia od gęstości napojów lub ich różna zawartość alkoholu.

• Odpowiedzialne spożywanie alkoholu

W przypadku każdego napoju alkoholowego - pij odpowiedzialnie! Pamiętaj o nawodnieniu, szczególnie jeśli jest gorąco i znajdujesz się na słońcu. Choć zwykłe piwa mają względnie małą zawartość alkoholu, to najczęściej są spożywane w większych ilościach niż np. wódka, przez co mogą odwadniać twój organizm. Dlatego zawsze pamiętaj o regularnym piciu wody lub innych bezalkoholowych napojów w upalne dni. Na zdrowie!