Физикът, който изчисли перфектната форма на чаша за студена бира
Може ли една чаша за бира да бъде оптимизирана, така че напитката да остане студена по-дълго? Според бразилския учен Клаудио Пелегрини, отговорът е „да“. Вдъхновен от това как физиката и математиката могат да бъдат полезни в ежедневието. Пелегрини показва как теорията може да намери приложение в неочаквани ситуации, като създаване на перфектната чаша за бира.
Като професор по топлинни и хидродинамични науки в Университета в Сан-Жуан-дел-Рей, Пелегрини се стреми да направи физиката по-достъпна за своите студенти. За да покаже значението на научните принципи в ежедневието, той създава изчислителен модел. С този модел Пелегрини установява оптималната форма на чаша, която задържа бирата студена за максимално дълго време. Според него подобни практически задачи улесняват разбирането и правят науката интересна за младите учени.
Изследванията и множеството анекдоти потвърждават, че любителите на бира предпочитат напитката си студена, до възможно най-ниска температура. Прозрачните чаши, предпочитани заради възможността да се наблюдават цветът, пяната и мехурчетата, обаче имат един основен недостатък – те бързо предават топлината от околната среда на течността вътре. За да запазят напитката студена, производителите на чаши за бира често експериментират с форми и дизайни, които задържат хладината и допълнително подчертават аромата на различните видове бира.
Пелегрини се фокусира върху формата на чашата, пренебрегвайки външни фактори като температурата на ръката или вида на използваното стъкло. За целите на изследването Пелегрини използва модел с изолирана основа на чашата, така че топлината да навлиза само през горната част и страните. В този модел началната температура на бирата е фиксирана, за да се елиминират външни влияния върху анализа. Самото стъкло е прието с минимално топлинно съпротивление, което позволява фокусът да остане върху формата на съда.
След изчисленията си, Пелегрини стига до извода, че чашите с тясно дъно и разширяваща се горна част, например пилснер чашите, са идеални за задържане на ниската температура. Такава форма осигурява минимален контакт с топлината отстрани, което е ключово за по-дългото запазване на студа в напитката.
Пелегрини отбелязва, че за най-добър ефект по отношение на запазването на студа, идеалната чаша трябва да бъде малка – до около 350 милилитра. При този обем съдържанието може да бъде изпито бързо, преди температурата му значително да се покачи. Такава практичност обаче си има цена – малкият обем и липсата на визуална привлекателност правят „идеалния“ съд доста неугледен.
Пелегрини признава, че въпреки прецизните изчисления, пиенето на бира от обикновен стъклен съд значително нарушава усещането за удоволствие. Според него, насладата и естетиката са важни за пълното изживяване при консумацията на напитката. Въпреки че физиката определя най-ефективния начин за задържане на студа, той подчертава, че това е само теоретичен модел. В крайна сметка, Пелегрини оставя избора на самите любители на бира – между традиционната чаша и прагматичния подход на физиката.
С това изследване Пелегрини иска да докаже, че физическите и математическите знания имат значимост, когато са свързани с реалния живот. Практическите задачи, особено когато засягат теми, които се доближават до ежедневието, могат да повишат интереса и мотивацията за учене. Независимо дали става въпрос за изчисляване на идеалната дебелина на пица или формата на чаша за бира, подобни задачи показват на студентите практическата стойност на знанията им. Те разкриват, че наученото може да намери приложение в много аспекти на ежедневието.
Изследването на професор Пелегрини ни напомня, че дори най-простите удоволствия, като чаша студена бира, могат да се подобрят с малко физика и математика.