Ich hatte neulich eine Tasse heißen Kaffee, die für meinen Geschmack zu schnell abgekühlt war, was mich dazu brachte, mich zu fragen, was bei einer typischen oben offenen Keramiktasse den größeren Beitrag zum Wärmeverlust leistete: die offene Oberseite, die Wände oder der Boden?
Die offene Oberseite ermöglicht dem Kaffee, in den Raum zu strahlen, freie Konvektion mit der Umgebungsluft und Wärmeverlust durch Verdunstung.
Die Seitenwände haben eine Leitung zu den Becherwänden, freie Konvektion zwischen der Luft und dem Becher, Strahlung und die Wärmekapazität des Bechers selbst (unter der Annahme von Raumtemperatur, wenn er gefüllt ist).
Der Boden ist ähnlich wie die Seiten, aber ein dünner Ring steht in direktem Kontakt mit dem Tisch und es gibt eine Tasche mit eingeschlossener Luft zwischen dem größten Teil des Bodens und dem Tisch.
Wo geht pro Flächeneinheit (was den Beitrag der verschiedenen Komponenten normalisieren sollte) mehr Wärme verloren?
Ich kann nicht bestimmen, wo die konvektive Wärmeübertragung größer sein wird. Die Luft oben im Becher ist relativ stagnierend, aber verdampfender Dampf könnte die Dinge aufwirbeln. Die Temperatur der Becherwand ist aufgrund des Temperaturabfalls über der Becherwand niedriger als die des Kaffees.
Ich bin sicher, es hängt von der Tasse und der Temperatur des Kaffees ab, aber meistens wette ich, dass die Verdunstungskühlung von oben die dominierende Quelle des Wärmeverlusts ist. Das basiert nur auf Erfahrung – als ob es viel länger heiß bleibt, wenn Sie die Oberseite abdecken, und viel kürzer, wenn Sie auf die Oberseite blasen. Ich denke auch, dass es in meinem Keramikbecher ähnlich schnell kühlt wie in meinem gut isolierten Thermobecher, wenn ich beides nicht abdecke.
Meine Erfahrung zeigt, dass die Wärmekapazität des Keramikbechers selbst viel kleiner ist als die Flüssigkeit im Inneren, so dass das Erwärmen des Bechers und das Abkühlen kaum einen Unterschied machen. Das ist etwas, das sich leicht berechnen ließe.