Коротенько «ефект кип'ятильника» можна описати так: якщо Вам потрібно закип'ятити стакан води, не варто намагатися заощадити на електриці, затискаючи її між долонь протягом тижня. Адже незважаючи на те, що кількість переданого їй тепла значно перевищить достатню для закипання - температура води в ній не підніметься вище 33-36 градусів.
Ми дуже довго вибирали спосіб опису фізики зазначеного процесу, без будь-яких джоулів, кельвінів, ват і теплоємність. І, як нам здається, знайшли. Такого опису Ви не знайдете ніде.
Уявіть, що у вас є стакан води і вам потрібно її закип'ятити.
У вас є руки, які «виробляють тепло» в кількості, достатній, щоб не отмерзлі кінчики пальців.
Організм людини виробляє в стані спокою кількість енергії, достатню для того, щоб підтримувати оптимальну температуру тіла. При цьому витрати енергії на це підтримка досить великі. Уявіть собі кухонний термопот або чайник об'ємом 75 літрів води, який підтримує температуру в 36,6 градусів Цельсія, незалежно від погодних умов.
Усвідомивши це, Ви зрозумієте, як круто «піднялися» машини в «Матриці», присмоктавшись до наших батареям.
Тепер спробуємо описати цей процес для любителів поколупатися в цифрах.
- 3000 ккал - середня кількість енергії, що витрачається людиною на підтримку життєдіяльності протягом дня, так чи інакше за законом збереження енергії вона перетворюється в теплову енергію; 125 Ккал - в годину; 2 Ккал в хвилину (ми віддаємо собі звіт в умовності цих цифр);
- 1 калорія - це кількість тепла, необхідне для нагрівання 1 грама води на 1 градус.
- Для того щоб закип'ятити стакан води об'ємом 200 мл при початковій температурі 20 градусів потрібно (100-20) х 200 м = 16 Ккал.
8 хв * 20 раз (5% - це 1/20 від 100%) = 160 хвилин, приблизно 3 години - це в ідеальних умовах, якщо ж ми будемо говорити про погрішності і всяких систематичних смешениях, то все одно 10 днів сидіння гарантовано передасть склянці набагато більше тепла, ніж їй необхідно для закипання. Однак. Вона ніколи не закипить.
Ви можете її тримати навіть рік, але все одно ККД рук як інструменту конверсії спожитих сандвічів в теплову енергію занадто низький, щоб закип'ятити стакан. Її температура не підніметься вище 32-33 градусів, тому що втрати тепла будуть занадто великі не тільки через теплоємності води і рук, а й принципу температурного гомеостазу організму: як тільки руки нагріють стакан до 36,6 градусів, вони відразу ж почнуть споживати енергію, перерозподіляючи її назад по всьому тілу. Також варто пам'ятати про те, що людям потрібно спати, і тоді вночі всі витрачені калорії повертаються назад до матінки природи, щоб загальна температура на землі не падала від підступів всяких жодних експериментаторів.
Іншими словами, закип'ятити воду Вам ніколи не вдасться, якщо, звичайно, Ви не Ходжа Насреддін, який буде 10 років чекати, поки вмре султан, підливаючи в стакан випаровується воду.
Тому потрібно дивитися не на ефективність (її тут просто немає), а на витрати. І вже тут буде все набагато цікавіше.
Справа в тому, що в момент обігрівання склянки руками витрачається на цю дурницю вся енергія тіла людини, адже вся людина нічого іншого робити не може.
10 днів життя, витрачених на нагрів склянки, - це 30 000 000 кал.
Ця кількість енергії, достатню для кип'ятіння 375 літрів води за інших рівних умов. А людина за цей час не зможе нагріти склянку більш ніж до 33-35 градусів. Тобто ми даремно витрачаємо все 10 днів і 30Мкал, адже мета так і не досягнута, а погане харчування, телевізор, світло, ліки від перевтоми і наступне звільнення з роботи погіршать кількість витрат на експеримент. Так скільки коштують 10 днів життя і скільки будуть коштувати подібні наслідки?
Кип'ятильник закип'ятити воду в склянці за 1 хвилину, витративши 0,02 КВт / год або ті ж самі 16Ккал, що при вартості 1 кВт / год - 5 рублів, складе - 10 копійок.