@ 2016.06.02 , 22:02
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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。


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TOTAL COMMENTS: 19+1

  1. keking
    @1 year ago
    3158793

    一脸懵比的表示不明觉厉

  2. 乘凉凉快
    @1 year ago
    3158795

    OOxx驱动了地球轮转不息!

    [13] XX [0] 回复 [0]
  3. lbSeevdo
    @1 year ago
    3158798

    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!

    [27] XX [1] 回复 [0]
  4. 金城武说
    @1 year ago
    3158799

    薯条:哈?

  5. 3158801

    热动路过~

  6. 老蛋
    @1 year ago
    3158805

    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……

  7. 3158813

    还不如烧木柴用得少

  8. 3158816

    要是一盒子薯条都遵循E=MC² 能干嘛

  9. 3158850

    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

  10. Kra_llaF
    @1 year ago
    3158870

    我还以为考虑键能和核能呢,原来是中学水平的四则运算

  11. 3158886

    骗经费系列

  12. 3158917

    作者名字是 淘气面包师?

  13. 3158929

    分解成原子力 变成薯条爆弹吧

  14. 3159010

    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

  15. 3159023

    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

  16. Overmind911
    @1 year ago
    3159048

    这就是育碧的土豆服务器的由来?

  17. 3159061

    快给小黄鸡系条白围裙

  18. 朱小新
    @1 year ago
    3159077

    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?

  19. 庞麦郎
    @1 year ago
    3159364

    作为一名麦当劳咖啡师我表示很惊讶

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