Spørg læserne: Hvorfor har rækkefølgen af mælk og kaffe betydning for temperaturen?

Termodynamik

Dette spørgsmål indgik i december-quizzen for ikke så mange år tilbage.
Det vindende svar var dengang at der overføres mere varme til omgivelserne når temperaturforskellen er stor. Det er altså det korte tidsrum hvor kaffen er i koppen og mælken endnu ikke er tilsat der gør forskellen.
MVH
Morten

Mælk først eller sidst?

Om det er varmere eller koldere ved jeg ikke. Men det er en gammel butler-regel, at kaffen og teen skal i sidst. Andet er afskedigelsesgrund.
Jeg leverer i hvert tilfælde altid mælk med kaffe oveni til min kone hver morgen, thi vi er henholdsvis A og B mennesker. At hun siger hun ikke kan smage forskel hænger måske sammen med at jeg aldrig gør det omvendt. Man vil vel ikke afskediges for den slags. Men hvad er rationalet? Den franske videnskabsmand, udi fysisk kemi, Hervé This, fortæller i sin "Why do lobsters turn red (Fall River Press 2009), at mælkens proteiner, og dermed smagen, ødelægges hvis man hælder mælken i kaffen. Thermodynamik? Aner det ikke. Men jeg tør ikke andet!

Blanding!

Grunden er at:

kaffe i mælk blander bedst.

mælk i kaffe sædvanligvis har den effekt, at den koldere mælk synker til bunds. En varm kaffeoverfladezone (næsten uden mælk) er ved overfladen.

Kun hvis man sender mælken i kaffen fra "stor" faldhøjde, vil mælk og kaffe blandes næsten ligesågodt som "kaffe i mælk", grundet den øgede turbulens.

koppen

Mælken er koldere end koppen. I den tid hvor den er alene trækker den varme fra luften ind i koppen. Hvis du hælder kaffen ind først vil koppen varme op til en højere temperatur. Kun en del af den varme vil blive afleveret til kaffen igen når du hælder mælken i. Resten forsvinder i luften.

Mælk først eller sidst

Jeg har hørt, at da man i England begyndte at bruge porcelæn, var det af en så skrøbelig kvalitet, at man risikerede at koppen flækkede, hvis man hældte meget varm kaffe direkte i koppen.

Kom mælken i først, forsinkede det opvarmningen af koppen så meget, at risikoen for at den flækkede blev minimeret nok til, at man gjorde "en dyd af nødvendighed" og derfor blev det almindelig praksis med mælken først.

Herefter er skikken kommet til Danmark, og uden at nogen egentlig var klar over hvorfor man gjorde sådan, ja, så gjorde man det bare.

Om det er en vandrehistorie eller om det virkelig er grunden ved jeg ikke. Er der nogen som kan be- eller afkræfte?

Re: Mælk først eller sidst

Forklaringen er, at afkølingen af kaffen er størst, målt i antal graders ændring pr. minut, når kaffen er varm i forhold til omgivelserne.
En model kunne være, at ændringen, dT i kaffens temperatur T i tiden dt er proportional med temperaturforskellen (gradienten) imellem kaffe T og luft TL, dvs. dT = - (T-TL)*dt

Temperaturfaldet pr. minut er altså størst i starten og derefter eksponentielt aftagende

Hvis man blander varm kaffe med mælk kommer temperaturen straks ned på et niveau med lav ændring pr minut

Hvis man venter med at hælde mælken i kaffen, når den varme kaffe, med høj varmeudstråling pr minut, at køle ned til en relativt lav temperatur inden mælken blandes i

Man må kunne eftervise ideen ved at lave disse to forsøg, hvor temperaturen måles løbende og afbildes som fkt af tiden:

1) Bland 1 dl 80 grader varmt vand med 1 dl 20 grader varmt vand. Rør rundt og mål temperaturen hvert minut i 15 min

2) Hæld 1 dl 80 grader varmt vand i en kop og lad den stå i 5 minutter. Tilsæt 1 dl 20 gr varmt vand og rør rundt. Mål temp hvert minut i de næste ti minutter

Re: Re: Mælk først eller sidst

I min ligning

dT = - (T-TL)*dt

burde jeg sføli have indført en varme-overføringskoefficient, C, men argumentet er uændret:

dT = - C*(T-TL)*dt

Jeg husker ikke hvorfra

men jeg har denne replik i hovedet:
"Professoren, der drikker te med studenten siger:
Skynd dig at hælde mælken i, for teen bliver hurtigst kold, mens den er varm."

Lasse Sørensen spørger:

"Hvordan kan det være at kaffen med mælk i er varmere, hvis man FØRST putter mælk i koppen, og derefter hælder varm kaffe i?"
- Er den da det?

Har I målt efter?
- Jeg tror det ikke....

Hvis der ér en forskel, så er den så lille, at kun et fintmærkende instrument kan føle det.
- Måske kaffen når at afdampe en ganske lille mængde varme, før mælken kommer i, i forhold til modsat. Men, det er microjoule det drejer sig om.

Derimod har det betydning, når man skal lave én kop kaffe i en elkedel med minimumsindhold som overstiger det én kop kaffe kan indeholde.
Hvorfor man fylder kanden med absolut minimum mængde vand, koger det, og straks når man har lavet en kop kaffe, efterfylder med frisk, koldt vand fra hanen. Således at overskudsvarmen fordeles i den samlede vandmængde. Og, således at temperaturforskellen til omgivelserne straks bliver mindst mulig, og der oplagres mest mulig energi til næste kop kaffe. :-)

Desuden har mælk intet at gøre i kaffe!
- Fløde, eller intet!

Sørgeligt

At ødelægge en god kop kaffe med mælk

Re: Lasse Sørensen spørger:

Måske kaffen når at afdampe en ganske lille mængde varme

Re: Re: Lasse Sørensen spørger:

om det skal staves phlogiston kan jo diskuteres, men tænkte det samme Thomas...

Re: Sørgeligt

Dan V. Rasmussen, Thomas Hansen vælger i bevist at misforstå John Johansen eller kan i virkelig ikke forstå mening af det John Johansen.

Re: Re: Sørgeligt

Vi forstår det skam godt, men det er jo forkert som det er formuleret. Men med hensyn til spørgsmålet er det jo så dårligt formuleret (især set udfra nogle and inlægende) at det ikke kan besvares. Lidt i stil med spørgsmålet omkring hvad der er rigtigt at gøre hvis lyssignalet skifter til rødt. For lidt info gør at det ikke kan besvares. Hvis jeg bruger 10 min. på at hente kaffen/fløden/mælken der skal hældes oveni den anden væske er det sjovt nok der forskellen er. Hvis tiden mellem de to tilsætninger til koppen er meget lille vil der jo ikke være forskel.

Termodynamik?

Den bedste indlæg indtil videre er den af Niels Berg Olsen.

I sig selv er spørgsmålet stillet med meget dårlig videnskabelige parametre: f.eks. er hverken rumtemperatur, tid mellem ophældning af kaffe og mælk, type af glas det hælds op i, temp. for kaffe og mælk osv. ikke angivet.

Termodymanisk ville det meget let kunne bevises hvis man kendte til de nøjagtige parametre. Hvis jeg laver antagelserne om parametre, så må i selv regne det ud :)

Temp. kaffe: 80 celsius
Temp. mælk: 5 celsius
Temp. rum: 25 celsius (dvs. temp. for glasset)
Luftfugtighed: 80%
Varmekapacitet for glasset: 0,84 J/(g*K)
Varmekapacitet for mælk samt kaffe: 4,1813 J/(g*K)
Glasset har en kapacitet på 240 mL

Det antages at kaffen bliver overført til glasset uden tab til omgivelserne, der tilsættes 230 mL kaffe. Der går 10 sekunder inden 10 mL mælk bliver tilsat, antagelsen om tab til omgivelser er igen gældende.

Praktisk prøve

Jeg har lavet et lille fosøg på køkkenbordet:
I et krus hældte jeg en afmålt mængde mælk i, lod det stå i de få sekunder det tog at tage kaffekanden og hælde kaffen over. Temperatur: 73 grader.
Samme forsøg, med nøjagtigt de samme mængder, men med mælken i til sidst: 70 grader.

Re: Praktisk prøve

Jeg har lavet et lille fosøg på køkkenbordet:
I et krus hældte jeg en afmålt mængde mælk i, lod det stå i de få sekunder det tog at tage kaffekanden og hælde kaffen over. Temperatur: 73 grader.
Samme forsøg, med nøjagtigt de samme mængder, men med mælken i til sidst: 70 grader.

Re: Termodynamik?

Hej Mohtadin
Ja, det er rigtigt, vi må have klare forudsætninger - sådan rigtig ingeniørmæssigt.
Men for princippets skyld er det nok at vide: Kaffen er varm, mælken er kold, koppen har en temperatur derimellem. Koppen har en varmefylde og en overflade og det tager en vis tid at hælde kaffen op og der går en vis tid inden mælken hældes i den varme kaffe.
I øvrigt mangler du glassets masse - samt vindhastigheden i stuen.

Største varmetab skal opvarme mælken

Hmm. Mange indlæg, men spørgsmålet blev jo sådan set allerede besvaret i første indlæg som refererede til en tidligere quiz - og som Peter Madsen siger er spøgsmålet principielt så kvantitative data er overflødige.
Som det første indlæg peger på skyldes fænomenet altså et større varmetab jo højere temperaturen (differencen til omgivelserne) er - og så det vigtige forhold at der er en principiel tidsforskel mellem at kaffen og mælken ihældes. I det tidsrum mister kaffen varme til omgivelserne. Den varmeafgivelse kunne lige så godt være brugt til at varme mælken op med.
- Derfor er det smart at starte med mælk hvis målet er den varmeste kop kaffe - rent principielt.

- Måske derfor burde man så netop hælde mælk i til sidst, da man rent sundhedsmæssigt bør afholde sig fra at drikke skoldhede drikke - det har noget at gøre med forekomsten af kræft og andre ubehageligheder i spiserøret - men det er jo så en hel anden boldgade :-)

Luften varmer porcelænet og mælken op.

Man hælder en sjat 5 grader varmt mælk i kruset: Luften vil straks begynde at varme mælken op, da der er en 15 graders temperaturgradient til stuetemperatur. Hælder man kaffen i først, virker omgivelserne udelukkende afkølende.

Re: Re: Termodynamik?

Hej Peter,
Du har helt ret. Massen af glasset kom jeg først i tanke om noget tid efter at jeg havde skrevet indlæget :)
At de to faktorer som du beskriver er kun glassets masse af noget betydning termodynamisk, idet antagelsen om tab til omgivelser gør at der ikke er behov for en dynamisk udregning som tager højde for hælde afstand samt den tid det tager at hælde - både for kaffe og efterfølgende mælk, eller omvendt.

Et dumt spørgsmål...

...handler det ikke bare om, hvad læberne rammer?
Det tager vel noget tid inden temperatur og væsker er blandet ordentligt og når mælken kommer sidst er varmen fra kaffen ikke nået op til den øverste del af blandingen før brugeren er begyndt at drikke af koppen.
Mens mælken nederst betyder at den varme kaffe får lov at præge opfattelsen mere end den kolde mælk, der er længere væk fra læberne.
Hvis jeg har ret i det betyder det formodentlig også at mælk før kaffe skal drikkes hurtigere fordi rest-væsken efter de første par slurke hurtigere vil være kold...