Учитель и исследователь из Бразилии продемонстрировал, как физические принципы и математические методы можно использовать для решения обыденных задач, понятных студентам. Он определил и объяснил оптимальную форму пивного бокала.
По данным предыдущих исследований и многочисленным неформальным отзывам, потребители предпочитают пиво холодным — обычно максимально возможной температуры. Многие любители пива также предпочитают пить его из прозрачных бокалов, чтобы видеть остаток напитка, оценивать его цвет, пену и пузырьки.
К сожалению, напиток быстро нагревается в прозрачных бокалах. Поэтому производители пивных бокалов разработали множество конструкций, предназначенных для сохранения как можно большего количества холода как можно дольше. Они также адаптировали формы сосудов под разные сорта напитка, чтобы улучшить ольфакторный опыт потребителей.
Клаудио Пеллегрини (Claudio Pellegrini), профессор тепловых и гидродинамических наук Федерального университета Сан-Жуан-дель-Рей в Бразилии, определил идеальную форму бокала, которая позволит пиву дольше сохранять прохладу. Статья размещена на сервере препринтов arXiv.org.
Пеллегрини начал эту работу, чтобы показать студентам, как физические и математические знания могут и должны использоваться в реальных ситуациях для решения повседневных задач. Подчеркивание практической ценности полученных знаний — важный, хотя и непростой, аспект высшего образования. Студентам хорошо давать близкие к реальности примеры и практические работы, как-то связанные с их собственным существованием, чтобы сохранять интерес к учебе. Это может быть и задача оптимального нарезания пиццы, и расчет идеального бокала для пива, как в этом случае.
Игнорируя влияние внешних факторов, например, температуры руки, держащей стакан, или характеристик стекла, физик сконцентрировался на форме бокала для определения скорости теплопередачи.
При расчетах для бокалов использовалось изолированное основание, которое позволяло изменять температуру жидкости только сверху и по бокам. В исследовании также было принято допущение о фиксированной начальной температуре пива и о том, что стакан обладает малым тепловым сопротивлением. Этот подход позволил убедиться, что изменения в теплопередаче являются прямым следствием изменения формы.
В результате проведенных расчетов Пеллегрини пришел к выводу, что оптимальной формой является бокал с узким основанием и расширением к верху, подобный бокалу пилснер.
По мнению исследователя, наиболее эффективным способом поддержания низкой температуры пива было бы использование небольшого, гранёного стакана объёмом не более 350 миллилитров. Такой сосуд позволяет выпить содержимое всего одним или двумя глотками. Правда, физик настаивает, это употребление пива в такой неприглядной форме и из обычной посуды лишает процесс наслаждения его истинного значения.