Σε ένα επεισόδιο των Mythbusters -μια εκπομπή του Discovery Channel που αναμετέδιδε ο τηλεοπτικός σταθμός ΣΚΑΙ εδώ στη Ελλάδα- πραγματοποιήθηκε ένα πείραμα, μέσα από το οποίο προσπάθησαν να ανακαλύψουν τον καλύτερο τρόπο για να παγώσει κάποιος την μπύρα, όσο πιο γρήγορα γίνεται.
Ποιο ήταν το αποτέλεσμα; Ο απλούστερος, γρηγορότερος και οικονομικότερος τρόπος για να κρυώσουμε την μπύρα, φάνηκε ότι είναι αλατισμένο νερό με παγάκια. Υπάρχουν και άλλοι τρόποι με γρηγορότερο αποτέλεσμα, αλλά σίγουρα είναι πολύ πιο δαπανηροί (πχ υγρό άζωτο).
Γιατί όμως αυτός ο τρόπος είναι ο καλύτερος; Καταρχάς θα πρέπει να κατανοήσουμε κάποια πολύ βασικά πρώτα, όπως η θερμική αγωγιμότητα και η θερμική ισορροπία.
Θερμική ισορροπία
Θερμική ισορροπία είναι η ιδιότητα των υλικών (αέρια, στερεά η υγρά) που έρχονται σε επαφή να μεταδίδουν τη θερμότητα το ένα στο άλλο ώσπου να αποκτούν τη ίδια θερμοκρασία και τα δύο. Πάντα η μετάδοση γίνεται από το θερμότερο στο ψυχρότερο.
Θερμική αγωγιμότητα
Θερμική αγωγιμότητα με απλά λόγια είναι η δυσκολία ή ευκολία διάδοσης της θερμότητας στο εσωτερικό ενός υλικού. Η θερμική αγωγιμότητα μετριέται με το συντελεστή θερμοαγωγιμότητας. Όσο πιο μεγάλος είναι ο συντελεστής, τόσο πιο καλός αγωγός της θερμότητας είναι αυτό το υλικό. Αντίστοιχα, όσο πιο μικρός ο συντελεστής θερμοαγωγιμότητας, τόσο πιο κακός αγωγός της θερμότητας είναι το υλικό.
Θα φέρω ένα απλό παράδειγμα για να καταλάβετε τη διαφορά. Αφήστε πάνω σε ένα ξύλινο τραπέζι, ένα γυάλινο και ένα ξύλινο μπολ, ίδιου μεγέθους, για λίγες ώρες. Έπειτα με το ένα χέρι, αγγίξτε το ξύλινο και με το άλλο το γυάλινο. Θα σας «φανεί» σίγουρα ότι το γυάλινο είναι πολύ πιο κρύο από ότι το ξύλινο. Μπορείτε να δοκιμάσετε όσες φορές θέλετε ή να έχετε και άλλους κριτές, αλλά το αποτέλεσμα θα είναι πάντα το ίδιο.
Όσο περίεργο και να σας φαίνεται όμως, και τα δύο έχουν την ίδια ακριβώς θερμοκρασία (αν έχουν μείνει για αρκετή ώρα στις ίδιες συνθήκες). Ο λόγος που σας φαίνεται ότι το γυάλινο είναι πιο κρύο, είναι επειδή το γυαλί έχει πιο μεγάλο συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας από ότι το ξύλο.
Έτσι η θερμότητα που είναι στο χέρι σας μεταδίδεται πιο εύκολα στο γυαλί και έτσι σας φαίνεται πιο κρύο. Πρακτικά αυτό σημαίνει ότι αν υποθέσουμε ότι το σώμα μας έχει 36 βαθμούς Κελσίου θερμοκρασία, το γυάλινο μπολ θα έφτανε στους 36 βαθμούς πολύ πιο σύντομα από ότι το ξύλινο.
Επίσης ένα άλλο απλό παράδειγμα, είναι ο φούρνος της κουζίνας. Αν βάλουμε το φούρνο στους 50 βαθμούς και βάλουμε το χέρι μας μέσα θα ζεσταθεί, αν ακουμπήσουμε όμως το σιδερό του φούρνου εσωτερικά που έχει πάλι 50 βαθμούς, θα αισθανθούμε πολύ πιο έντονη τη ζέστη. Αυτό συμβαίνει γιατί ο σίδηρος μεταδίδει πιο γρήγορα την θερμότητα, από ότι ο αέρας.
Μια λίστα με τον συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας των πιο πολλών στοιχείων από τη Wikipedia είναι εδω
Κατάλληλη θερμοκρασία σερβιρίσματος της μπύρας
Αφού κατανοήσαμε αυτά, πρέπει να γνωρίζουμε επίσης και ποια είναι η κατάλληλη θερμοκρασία στην οποία πρέπει να σερβίρετε η μπύρα.
Οι ειδικοί υποστηρίζουν ότι η κατάλληλη θερμοκρασία για να σερβιριστεί μια παγωμένη μπύρα είναι 4-6 βαθμοί Κελσίου (αναλόγως την ποικιλία). Βέβαια μπορεί να σερβιριστεί και πιο χλιαρή άμα θέλουμε ή και ακόμη πιο κρύα.
Η θερμοκρασία δωματίου είναι συνήθως 20-25 βαθμούς Κέλσιου (αναλόγως με τη εποχή).
1. Ψύξη με Αέρα
Αν θέλετε να κρυώσετε μια μπύρα με το παραδοσιακό τρόπο δηλαδή, βάζοντας τη στο ψυγείο θα πάρει αρκετές ώρες, ακόμα και αν τη βάλετε στη κατάψυξη.
Ο λόγος είναι γιατί στο ψυγείο η ψύξη γίνεται με τη χρήση ψυχρού αέρα. Η μπύρα μεταδίδει τη θερμότητα που έχει στο ψυχρό αέρα, ώσπου να αποκτήσουν και τα δυο την ίδια θερμοκρασία.
Πλεονέκτημα
Η ψύξη με την χρήση αέρα, έχει το πλεονέκτημα ότι ο αέρας κυκλοφορεί παντού και ψύχει τα πάντα ομοιόμορφα χωρίς να γίνεται άμεση επαφή.
Μειονέκτημα
Ο αέρας έχει χαμηλή θερμική αγωγιμότητα (0.024). Αν δεν το βάλουμε στο ράφι, άλλα ακουμπήσουμε τη μπύρα στη επιφάνεια της κατάψυξης απευθείας, θα γίνει εκτός από μετάδοση μέσω του αέρα, μετάδοση της θερμότητας μέσω επαφής με το πάγο, που σχηματίζεται επιφανειακά της κατάψυξης.
Προσοχή
Αν η μπύρα τοποθετηθεί στη κατάψυξη για αρκετές ώρες και παγώσει εντελώς, μπορεί να σπάσει το μπουκάλι ή να αλλοιωθεί η γεύση της.
2. Ψύξη με παγάκια
Η ψύξη με παγάκια είναι σαφώς πιο γρήγορη από αυτή του αέρα. Αυτό συμβαίνει γιατί ο πάγος έχει πολύ πιο μεγάλη θερμική αγωγιμότητα (2.18).
Αλλά η ψύξη με πάγο έχει ένα μεγάλο μειονέκτημα.
Αυτό της επιφάνειας επαφής. Δηλαδή η επιφάνεια του πάγου, που θα εφάπτεται με αυτή του κουτιού της μπύρας, δεν θα είναι ποτέ 100%. Όσο πιο μεγάλα τα παγάκια, τόσο πιο μικρή η επιφάνεια επαφής.
Επομένως αν πχ ο πάγος εφάπτεται κατά 20% του κουτιού, το 20% θα ψύχεται με πάγο και το υπόλοιπο 80% με αέρα.
Πλεονέκτημα
Ο πάγος έχει πιο μεγάλο συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας και πιο χαμηλή θερμοκρασία από το νερό.
Μειονέκτημα
Είναι σχεδόν αδύνατο να έχει 100% επιφάνεια επαφής με το κουτάκι ή το μπουκάλι. Επίσης ο πάγος λιώνει σταδιακά, αν βρίσκεται εκτός ψύξης.
3. Ψύξη με νερό και παγάκια
Η ψύξη με νερό και παγάκια είναι πιο γρήγορη από αυτή με σκέτα παγάκια. Ο λόγος είναι ότι αν και το νερό (0.58) έχει πολύ πιο λίγο θερμική αγωγιμότητα από το πάγο (2.18), η επιφάνεια επαφής είναι σχεδόν 100% αν το κουτάκι είναι βυθισμένο στο νερό. Έτσι η μπύρα ψύχεται αρκετά πιο γρήγορα.
Πλεονέκτημα
Μεγαλύτερη επιφάνεια επαφής. Τώρα το κομμάτι που πριν ψυχόταν με αέρα, ψύχεται με νερό, το οποίο έχει πιο μεγάλο συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας.
Μειονέκτημα
Τα παγάκια,αν βρεθούν εκτός ψυγείου, θα λιώσουνε γρήγορα, ειδικά μέσα στο νερό.
4. Ψύξη με Αλατισμένο Νερό και Παγάκια
Αυτή είναι η ιδανικότερη λύση για τη ψύξη της μπύρας στο σπίτι. Το αλατισμένο νερό μπορεί να μην έχει πολύ μεγάλη διάφορα από το απλό νερό σε θερμική αγωγιμότητα (ανάλογα τη περιεκτικότητα σε αλάτι, περίπου 0.62 και μειώνεται όσο αυξάνεται η περιεκτικότητα σε αλάτι), όμως έχει 2 σημαντικά προτερήματα που το κάνουν πολύ καλύτερη λύση από το απλό νερό της βρύσης.
Πρώτον, όπως είναι γνωστό, το αλάτι λιώνει τον πάγο. Έτσι λιώνοντας ο πάγος πολύ πιο γρήγορα από ότι συνήθως, ψύχεται το νερό πολύ γρηγορότερα. Έτσι πχ αν βάζαμε καθαρό νερό 20 βαθμών Κελσίου σε παγάκια, σε t ώρα το νερό θα ήταν 15 βαθμούς. Αν όμως ήταν αλατισμένο το νερό 20 βαθμών σε t ώρα θα ήταν πιο παγωμένο.
Επίσης το αλάτι στο νερό αλλάζει το σημείο βρασμού και σημείο τήξης του νερού. Δηλαδή το νερό για να γίνει πάγος απαιτείται χαμηλότερη θερμοκρασία. Αυτό μας δίνει τη δυνατότητα για υγρό νερό, ακόμα και σε 0 βαθμούς Κελσίου.
Οπότε συνοψίζοντας το αλατισμένο νερό
- Λιώνει πιο γρήγορα το πάγο
- Παγώνει σε χαμηλότερη θερμοκρασία
- Έχει πιο μεγάλη θερμική αγωγιμότητα από το καθαρό νερό
Μερικά χρήσιμα που πρέπει να γνωρίζουμε
Κουτάκι η σε γυάλινο μπουκάλι;
Σίγουρα κουτάκι. Το κουτάκι είναι από αλουμίνιο. Το αλουμίνιο έχει θερμική αγωγιμότητα 250 και το γυαλί περίπου 1. Οπότε η διάφορα είναι τεράστια.
Νερό κρύο, χλιαρό ή καυτό;
Όσο και να φαίνεται περίεργο
το καυτό νερό παγώνει πιο γρήγορα από το χλιαρό. Το ιδανικότερο θα ήταν το νερό που θα χρησιμοποιήσουμε να είναι όσο πιο παγωμένο γίνεται. Αν δεν έχουμε παγωμένο νερό και έχουμε να επιλέξουμε ανάμεσα σε χλιαρό νερό και καυτό, τότε αν έχουμε πολλά παγάκια, καλύτερα είναι να χρησιμοποιήσουμε καυτό νερό. Το φαινόμενο κατά το οποίο το καυτό νερό ψύχεται πιο γρήγορα από το χλιαρό λέγεται
mpemba effect.
Τι δοχείο να χρησιμοποιήσω για να τα βάλω μέσα;
Εδώ θέλουμε το δοχείο που θα χρησιμοποιήσουμε να είναι όσο πιο θερμομονωτικό γίνεται. Να έχει δηλαδή όσο πιο μικρή θερμική αγωγιμότητα γίνεται. Από τις καλύτερες λύσεις θα ήταν τα φορητά ψυγεία. Το φελιζόλ είναι καλύτερο από το πλαστικό. Οι κατσαρόλες είναι μεταλλικές και έτσι θα έχουν μεγάλες απώλειες.
Ανακίνηση ή ηρεμία;
Όταν ανακινούμε ένα κουτάκι μπύρας προκαλείται θερμότητα μέσω της τριβής του υγρού με το κουτάκι. Οπότε θεωρητικά αν τις ανακινήσουμε, τις ζεσταίνουμε. Όμως πρέπει να το κάνουμε ανά διαστήματα για να παγώσει πιο γρήγορα μία μπύρα.
Ο λόγος είναι ότι στα υγρά, τα ψυχρότερα μετακινούνται πάντα προς τα κάτω και τα θερμότερα προς τα πάνω (λόγω της αλλαγής της πυκνότητας τους με τη αλλαγή της θερμοκρασίας). Με την ανακίνηση ειδικά στην αρχή θα γίνει πιο γρήγορα η μετάδοση της θερμότητας από την μπύρα στο εξωτερικό.
Βεβαία και να μην το ανακινήσουμε, πάλι θα παγώσει ομοιόμορφα, γιατί όπως είπαμε, το υγρό κινείται μόνο του όταν αλλάζει θερμοκρασία. Τα ψυχρότερα πάνε προς τα κάτω και τα θερμότερα προς τα πάνω. Τα θερμότερα που πηγαίνουν προς το πάνω μέρος, όταν θα αποβάλουν τη θερμότητά τους θα γίνονται πιο ψυχρά και θα έρχονται θερμότερα στη θέση τους. Αυτό θα γίνεται μέχρι να αποκτήσει ίδια περίπου θερμοκρασία όλο το κουτάκι της μπύρας.
Αν θέλετε να κρυώσετε μια μπύρα με το παραδοσιακό τρόπο δηλαδή, βάζοντας τη στο ψυγείο θα πάρει αρκετές ώρες, ακόμα και αν τη βάλετε στη κατάψυξη.
