Если вкратце, лучший результат дают воронки из пластика. Они медленнее и в меньшей степени поглощают тепло воды при заваривании и почти его не удерживают. Пожалуй, это расстроит тех из наших читателей, кто обеспокоен проблемой загрязнения окружающей среды пластиком.

Чтобы разобраться, чем пластик лучше остальных материалов, вспомним уроки физики. На количество удерживаемого тепла влияют три характеристики:

• Теплопроводность — величина, с помощью которой описывают, насколько быстро воронка поглощает и отдает тепло.
• Удельная теплоемкость определяет количество тепла, необходимое для изменения температуры воронки.
• Теплоотдача поверхности характеризует скорость, с которой воронка отдает тепло.

Теплопроводность

Возможно, вы помните еще со школьных времен, что пластик это отличный изолятор, а металл — проводник. Стекло и керамика находятся где-то посередине. Стало быть, пластик оптимален как минимум с точки зрения теплопроводности. Но насколько он превосходит другие материалы?

Как видите, фарфор обладает теплопроводностью в 20-25 раз выше, чем акрил (один из распространенных типов пластика). Следовательно, воронка из него поглотит тепло воды гораздо быстрее.

Удельная теплоемкость

Далее рассмотрим, какое количество энергии способна поглотить воронка. Эта величина называется удельной теплоемкостью и измеряется в джоулях на килограмм на градус. Иными словами, она определяет, сколько джоулей энергии нужно, чтобы изменить один килограмм данного материала на один градус.

Как видите, для нагревания 1 кг пластика на определенное количество градусов требуется больше тепловой энергии. Однако керамическая воронка в среднем в 4 раза тяжелее пластиковой, поэтому при таком же нагревании она поглотит примерно в 3,5 раза больше тепла.

Вот, где кроется распространенное заблуждение. Бариста то и дело говорят, что предпочитают керамические воронки, «ведь они лучше держат тепло». А ведь достоинством это не назовешь: такая воронка поглощает больше тепла из жидкости в процессе заваривания.

Теплоотдача поверхности

Наконец, тепло уходит из воронки либо конвекцией, либо излучением. Скорость конвекции зависит от температуры поверхности. Материалы, обладающие более высокой теплопроводностью, быстрее доставляют тепло к поверхности. Когда тепло достигает поверхности, материалы с меньшей удельной теплоемкостью нагреваются сильнее. Значит, пластик, обладающий меньшей теплопроводностью и большей удельной теплоемкостью, отдаст гораздо меньше тепла в результате конвекции, чем другие материалы.

Скорость теплопотери излучением зависит не только от материала, но и от структуры (в том числе от гладкости) и температуры поверхности. Поэтому вычислить этот показатель крайне сложно. При одинаковой температуре стекло, фарфор и пластик потеряют в результате излучения примерно одинаковое количество тепла. Сталь отдаст излучением значительно меньше, но это нивелируется ее высокой теплопроводностью и низкой удельной теплоемкостью, из-за которых поверхность нагреется гораздо быстрее. К тому же максимальные теплопотери излучением вдвое меньше, чем конвекцией.

Воронки с двойной стенкой

С точки зрения изолирующих свойств воздух даст фору любому материалу: его теплопроводность составляет всего 0,02 Вт/(м*К). Некоторые производители воронок пользуются этим свойством, разрабатывая модели с двойной стенкой, между которыми предусмотрена воздушная прослойка. Существуют и сетчатые воронки: бумажный фильтр минимально контактирует с их стенками и максимально – с воздухом. Сами по себе такие модели удерживают тепло лучше, но даже их предпочтительнее изготавливать из пластика.

Двойные стенки стеклянных воронок в любом случае поглотят больше тепла еще до того, как воздушная прослойка успеет себя проявить. А вот аналогичная воронка из пластика справилась бы с задачей гораздо лучше.

Площадь поверхности сетчатых металлических воронок, несмотря на структуру, все равно немаленькая. А значит, в процессе заваривания она поглотит и отдаст внешней среде достаточно много тепла. Еще какое-то количество тепла вы потеряете в результате испарения с внешней поверхности фильтра (теплопотери испарением всегда очень значительны). Гораздо лучше для этого бы подошел пенополистирол – к тому же он дешевле.

Заключение

Итак, пластик выигрывает по каждому из трех критериев: он медленнее поглощает тепло из воды в процессе заваривания, в целом поглощает меньше тепла и отдает его медленнее. Конечно, важна и конструкция воронки: особую роль играют вес и площадь поверхности. Однако, какой бы ни была модель, изготавливать воронку предпочтительнее из пластика.

Автор: Метт Пергер
Источник: baristahustle.com/blog/steel-glass-ceramic
Перевод и адаптация текста: компания Barista Coffee Roasters
Копирование материала разрешено исключительно с указанием активной ссылки на ресурс: www.barista.ua и источник статьи.