无厘头研究
脑洞论文:麦当劳的炸薯条能用来为蒸汽机供能吗?
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论文作者:K. E. Wright, R. R. Norisam, J. S. Baker, T. W. Buggey
摘要
我们想知道,蒸汽机能否由每天用于加热400万公斤麦当劳炸薯条的能量来驱动。因此对薯条炸熟后,冷却至室温时,所放出的能量进行了计算。计算过程中,我们发现麦当劳每天的油炸产品可以释放的能量高达4.4×10^14J。将炸薯条的马铃薯淀粉作为能量,足以供一台1800HP的内燃机运行3018天。
简介
M记每天会耗费过多地能量炸400多万公斤薯条[1]。在调查每天炸薯条所消耗的能量之后,计算了这些能量是否能够用作一台标准1800HP内燃机的能源。在调查过程中,我们意在强调,如M记这类公司,在煮速食的时候所耗费的巨大能量。蒸汽火车用内燃机,从储热器获取热量做功,并将热量释放至一个低温水箱[5]。储热器需要高比热容的燃料,比如煤。马铃薯淀粉的比热容很高[7],因此可以研究一下,马铃薯淀粉能否用作内燃机储热器的燃料。本文研究的是它能否持续为蒸汽机供能。
研究食物冷却过所释放的能量
首先,我们计算了M记油炸食物从油炸温度降至室温所释放的能量。假设一个长方体食物长度为58.9mm [2],正面面积约为10mm x 10mm。并假设M记薯条的油炸温度为93度[3],并让它冷却至室温。最后假设这些薯条是由一个马铃薯削出来的[4]。利用热传递方程[5]:
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其中m=一根薯条的质量,用m =ρV 计算,ρ为炸薯条的体积密度449kgm^-3;体积V是根据上述的假设计算出来的;c为土豆的比热容3.43 KJ/kg[7];温度变化△T=93-23 =70K。
由于M记每天煮400万公斤薯条,每天这些炸薯条耗散的能量为4.4×10^14J。一个土豆在烹饪过程中发散的能量大约为634.97J。
蒸汽机所需能量的研究
首先,对马铃薯淀粉燃料需要为引擎冷却源提供的能量进行计算。要进行计算,首先需要知道内燃机的效率。热力学第二定律说明,不可能存在效率为100%的机器,此处根据效率最高的卡诺发动机进行计算。
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其中Tc和Th为冷热器的温度。可以计算这个系统中到达冷却源的能量:
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其中Qh和Qc为冷热器各自的能源。整理方程式计算Qc:
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其中Qh=4.4×10^14J,ε= 0.204。得出Qc的值为3.5×10^14J。
蒸汽机的功率
一台1800HP的发动机每秒需要1342800J能量(1HP=746J/s[9])。将这个数值与上面计算出的值进行比较,可以得出一台以马铃薯淀粉为燃料的内燃机可以驱动一台蒸汽机3018天。
结论
我们发现用于加热麦当劳炸薯条(由马铃薯淀粉制成)的能量,可供一台1800HP的内燃机工作3018天。由于假设了马铃薯淀粉被加热了约70度,且熔炉中无热量损失;并假设发动机的效率为最高值。将这些假设考虑在内,则马铃薯淀粉驱动火车的实际时间会少于3018天,因此建议在进一步的研究中,对以上假设进行修正。但是本研究仍然揭露出了,麦当劳这类速食公司每天的加工过程浪费了超乎想象的巨额能量。
本文译自 physics.le.ac.uk,由译者 大脑袋 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
给这篇稿打赏,让译者更有动力
@2 years ago
一脸懵比的表示不明觉厉
@2 years ago
OOxx驱动了地球轮转不息!
@2 years ago
两件惊奇的事:
1.小脑袋发译文了。
2.煎蛋进军洋快餐,突然发觉超载鸡作为餐饮商标非常合适!
@2 years ago
薯条:哈?
@2 years ago
热动路过~
@2 years ago
难道让大家吃生薯条?m记全球那么多店,总量惊人,只用来驱动一台机车也不算什么呀……
@2 years ago
还不如烧木柴用得少
@2 years ago
要是一盒子薯条都遵循E=MC² 能干嘛
@2 years ago
假如没有这种集中加工模式 那些想吃薯条的人都分别回家自己炸 或者缠着老妈女朋友炸 想必要浪费更多能量吧
@2 years ago
我还以为考虑键能和核能呢,原来是中学水平的四则运算
@2 years ago
骗经费系列
@2 years ago
作者名字是 淘气面包师?
@2 years ago
分解成原子力 变成薯条爆弹吧
@2 years ago
太长了总结一下
麦氏每天为了炸那些没人吃的薯条浪费的能量如果回收利用能驱动1800马力蒸汽机八年
@2 years ago
也正因为有这种集中加工模式,使吃薯条更便捷了,从而导致薯条的消耗量越来越多,最后也消耗了更多能量
@2 years ago
这就是育碧的土豆服务器的由来?
@2 years ago
快给小黄鸡系条白围裙
@2 years ago
还有好多人光吃饭不干活,浪费地球资源,也能把他们扔进蒸汽机当燃料?
@2 years ago
作为一名麦当劳咖啡师我表示很惊讶