Предыстория
14 февраля 2019 года в сабреддите /r/NoStupidQuestions появился следующий важный вопрос: «Если кинетическая энергия преобразуется в тепловую, то как сильно мне нужно шлёпнуть курицу, чтобы она приготовилась?»
Спустя 3 дня ответ был найден и научно обоснован.
Немного физики
Итак, мы будем преобразовывать кинетическую энергию вашего кунг-фу в тепловую энергию куриной тушки.
Для движения со скоростями значительно меньше скорости света (мы же не хотим превратить курочку в пар) кинетической энергией удара будет
, где m и v — соответственно масса и скорость руки. Необходимое количество теплоты рассчитывается по формуле 
. При расчетах используем следующие допущения:- Вес человеческой ладони в среднем составляет 0.4 кг.
- Согласно исследованию «THE PHYSICS OF KARATE, 1979» (авторы: Michael S. Feld, Ronald E. McNair, Stephen R. Wilk), средняя скорость среднестатистической пощёчины — определена экспериментально — 11 м/сек (25 миль/час).
- Пусть наша курица весит 1 кг.
- Удельная теплоёмкость птицы (курицы-несушки) 2.72 кДж/кг*°C.
- Давайте предположим, что курица должна достичь температуры 205°С, чтобы считаться приготовленной, а также что в самом начале мы имеем мороженную курицу с температурой 0°С.
- Для упрощения расчетов не будем учитывать, что курица и рука состоят из воды, костей и т.д. Также предположим, что столкновение абсолютно неэластично, то есть скорость курицы равна нулю после приложения к ней силы кунг-фу.
После приравнивая двух энергий и проведения вычислений получим, что один среднестатистический шлёпок повышает температуру курицы примерно на 0.0089 градуса по Цельсию. Таким образом, чтобы нагреть курицу с 0 до 205 °С нам потребуется 23 034 удара.
Ну а для того, чтобы получить вкуснейшее лакомство за один удар, нужно бить со скоростью 1665.65 м/сек (3725.95 миль/час либо 5996.34 км/ч).
Вероятно, для исполнения такого удара вашу руку придется разгонять на суборбитальном ракетоплане North American X-15. Но предполагая, что вы хотите безопасно приготовить курицу указанным путём на своей кухне, то лучше будет попросить Маршала Эриксона исполнить на ней пощечину миллиарда взрывающихся светил.
Комментарии (56)
siryoshka
22.02.2019 20:31-6205°С температура кипения масла, при этой температуре крылышки почти мгновенно скукоживаются с образованием хрустящей корочки. Для приготовления хватает и пяти минут.
Но грудку мы оставляем на бульон, бёдрышки как более канцерогенные отправляем нуждающимся странам, основном в Россию. Разделённую на четыре части тушку куры варим при температуре 96,5°С(чуть выше уровня моря) не более тридцати минут. Если варить дольше то бульон получится «прогорклым»
legrus
22.02.2019 20:36+4А как при этом избежать приготовления ладони?
xlenz
22.02.2019 20:51+6Можно курицу бить рыбой, сразу два блюда готовы, а вы думали как так в ресторанах быстро готовят :)
vconst
22.02.2019 21:46+2Зачем рыбой? Курица с рыбой — это невкусно! Надо просто взять две курицы. Или одну разделить пополам :)
sim31r
23.02.2019 22:16После столкновения на космической скорости 1.6 км/с будет что-то вроде фарша. На таких скоростях тела ведут себя как жидкости. При столкновении будет фрагментация тканей, сложно сказать, до каких значений. И неоднородный нагрев…
wtpltd
22.02.2019 21:34Это рецепт приготовления сферического коня в вакууме.
Serge78rus
23.02.2019 11:16Для сферического коня расчеты произвести затруднительно из-за неопределенности его массы. Если же взять не сферическую среднестатистическую домашнюю верховую лошадь, чья масса составляет порядка 500кг, то, по сравнению с килограммовой курицей, энергию удара необходимо увеличить в 500 раз, то есть требуемая скорость шлепка будет примерно в 22 раза больше.
Помещение коня (как и курицы) в вакуум только повысит точность расчетов, так как существенно уменьшатся неучтенные потери тепла в окружающую среду.
vconst
22.02.2019 21:48Это еще что! Знал я одного очень альтернативного физика, который искренне считает, что человеческое тело — может само поддерживать свое горение.
Victor_koly
22.02.2019 23:42Нашел я реакцию «горения человека» в присутствии «синьки»:
youtu.be/MSdhMjYP7_o?t=60
superstarstas306 Автор
22.02.2019 23:56+1Тут даже физиком быть не обязательно. По личному опыту знаю, что у некоторых постоянно подгорает.
Salat13
22.02.2019 21:49Статья, конечно) Дайте человеку Шнобелевку!
А вообще больше всего меня заинтересовало, откуда взялась удельная теплоёмкость птицы величиной 2.72 кДж/кг*°C? Есть какие-то обоснования?superstarstas306 Автор
22.02.2019 23:50+1Брал из таблицы удельных теплоемкостей для пищевых продуктов (для куриц-несушек):
www.engineeringtoolbox.com/specific-heat-capacity-food-d_295.html
Еще иногда видел в разных источниках цифру 3.3 кДж/кгС, но значительно реже, чем 2.72.
demoded
23.02.2019 13:11+1мой друг физик, заметил, что не учитываются потери тепла при последовательном хлопании, в данном случае этот фактор нельзя игнорировать :)
Jamato
23.02.2019 18:11+2Нужно выстроить очередь из 23000 человек, которые будут бежать навстречу закреплённой курице и давать ей пять. После чего можно надеяться, что потери тепла компенсируются дополнительной энергией за счёт бега.
Soft4sky
23.02.2019 14:27-1Можно курицу прицельным шлепком отправлять из ресторана в форточку клиента — по пути сама приготовится и никакой доставки яндекс.еды не нужно. Сплошные нанотехнологии.
Serge78rus
23.02.2019 19:28+1В расчетах статьи принято допущение, что вся энергия шлепка поглощается и полностью переходит в тепло. Чтобы сообщить блюду скорость, необходимую для доставки к клиенту, часть энергии шлепка должна перейти в кинетическую энергию курицы, соответственно, если не скорректировать расчеты, то есть риск доставить не полностью готовое блюдо, что может нанести репутационные потери запускающему ресторану.
ferosod
23.02.2019 15:40+1Стоп! Но ведь курица не готовится мгновенно! 23 034 шлепка нам нужно только чтобы разогреть ее до 205 градусов, но потом еще нужно какое-то время шлепать ее, восполняя рассеяние энергии в окружающую среду, пока она не приготовится.
Victor_koly
23.02.2019 16:08Желающие могут для куриного мяса оценить поглощение на длине волны 2.4 ГГц и при мощности микроволновки 750 Вт оценить время приготовления в вакууме (учитываем только излучением АЧТ).
omikron24
23.02.2019 16:39+1От единоразового удара курицу разорвёт на части, у её, пусть даже неэластичной, тушки недостаточно структурной прочности чтобы выдержать такого рода нагрузку. Разрушение курицы произойдёт прежде, чем курица успеет нагреться. Даже при меньшей скорости, например при ударе птицы об остекление кабины дозвукового самолёта, птица превращается в «фарш».
Serge78rus
23.02.2019 19:33+1Перед нанесением шлепка, надо поместить тушку в кевларовую оболочку, это поможет избежать полного разрушения. А неизбежное при ударе нарушение волокнистой структуры мяса может даже прийтись по вкусу тем, кто не любит долго пережевывать пищу.
omikron24
23.02.2019 20:56+1Это не поможет, кевларовая оболочка поглотит и рассеит большую часть энергии как при попадании пули в бронежилет.
Предвкушая следующий комментарий — даже если оболочка не полностью покрывает курицу, оставляя лицевую сторону свободной для столкновения — курица всё равно разрушится, просто не разлетиться во все стороны. Чтобы задача имела хоть какой-то смысл нужно увеличивать структурную прочность самой курицы. Т.е. необходима суперкурица, полностью состоящая из кевлара или других ударопрочных материалов, но ведь это уже не курица, не так ли?Serge78rus
23.02.2019 21:30+1Под кевларом я имел ввиду не жесткий композитный материал, а арамидное волокно. Тонкая оболочка из него при ударе не воспрепятствует возбуждению в теле курицы волны деформации, переходящей в тепло в результате поглощения в вязкой среде тушки, а лишь будет препятствовать разлету кусков. Что касается неизбежного нарушения внутренней структуры курицы в результате удара, то, как я уже писал, это может считаться преимуществом данного способа приготовления у определенной категории потребителей.
omikron24
24.02.2019 12:12Повторюсь — основная часть энергии удара не успеет перейти в тепловую, потому что курица всё равно будет разрушатся, в оболочке она или без неё.
Serge78rus
24.02.2019 12:35А куда, по Вашему, денется энергия, помимо нагрева деформирующихся курицы и упруго растягивающейся оболочки? Пусть структурная целостность курицы будет разрушена, но при этом она не перестанет быть диссипативной средой.
omikron24
24.02.2019 12:42Энергия уйдёт на разрушение курицы, часть энергии уйдёт на деформацию и разрушение предмета которому предстоит это курицу ударить. Если бы вы были правы то пулевые ранения, в бронежилетах и без, них наносили бы ожоги второй степени.
Serge78rus
24.02.2019 13:04Я не знаю, насколько нагревается бронежилет при попадании в него пули, но многие метеоритные кратеры имеют как структурные нарушения, так и следы плавления вмещающих пород.
omikron24
24.02.2019 13:07Только вот там скорости и энергии на порядки выше, вплоть до десятков числа M и мгновенного испарения твёрдых веществ.
Serge78rus
24.02.2019 13:28А здесь у нас скорости, по расчетам в статье:
Ну а для того, чтобы получить вкуснейшее лакомство за один удар, нужно бить со скоростью 1665.65 м/сек (3725.95 миль/час либо 5996.34 км/ч).
это как раз где-то посередине между скоростью полета пистолетной пули и метеорита.omikron24
24.02.2019 13:33Посмотрите ради интереса что происходит со стальными плитами, которые уж покрепче курицы в кевларовой рубашонке, при столкновении с кинетическим (без врывчатого вещества) снарядом на скорости выше 5М. Например тут. Это поможет для оценки скоротечности такого рода взаимодействий. Если вместо снаряда запустить курицу в плиту, ну или плиту в курицу, с такой скоростью — курица как и плита будут уничтожены, а не нагреты до готовности. Курица «взорвётся», разбросав всюду свои мелкие ошмётки, а не прожарится.
Serge78rus
24.02.2019 14:06Вы утверждаете, что если заостренный вольфрамовый/керамический/урановый подкалиберный снаряд заменить на тушку курицы, летящей с той же скоростью, то бронебойность данного орудия, при условии сохранения начальной энергии снаряда/курицы, от этого не пострадает? Я здесь упускаю разницу в массе курицы и болванки — пусть мы специально сделали для эксперимента снаряд с массой курицы. Кстати, урановый лом, протыкая броню, при этом изрядно нагревается, чем усугубляется его заброневое поражающее действие.
А чтобы не бить курицей по бронеплите (или плитой по курице), выше народ уже предложил организовать взаимодействие между двумя курицами, двигающимися навстречу друг другу.omikron24
24.02.2019 14:11Если вы до сих пор не поняли, то я утверждаю что в конкретном случае с курицей движущейся со скоростью около 6000 км/ч при единомоментном столкновении с другим объектом, курица получит в основном кинетическую энергию, а не тепловую, следовательно она разрушится, а не нагреется.
omikron24
24.02.2019 14:41Если мне не изменяет память то при неупругих столкновениях, если сталкиваются два одинаковых объекта то половина кинетической энергии идёт на разрушение.
Serge78rus
24.02.2019 17:17Следующие Ваши утверждения несколько расходятся в оценке доль энергии, идущих на разрушение и нагрев:
курица получит в основном кинетическую энергию, а не тепловую, следовательно она разрушится, а не нагреется.
если сталкиваются два одинаковых объекта то половина кинетической энергии идёт на разрушение
Но ни одно из них не исключает выделении той или иной части энергии в виде нагрева. Можно ли из этого сделать вывод, что не имея ограничений по начальной скорости соударения, задачу с нагревом мы решили? Если так, то осталось только решить задачу предотвращения разлета готового продукта. Для решения данной задачи я предложил перед готовкой помещать продукт в высокопрочную гибкую оболочку и утверждаю, что если мы сможем обеспечить ее достаточную прочность, то задача будет решена. Что использовать в качестве материала оболочки и ее толщину еще предстоит определить. Предложенный мной первоначально кевлар, сейчас уже мне не кажется лучшим решением: контактирование полимера с продуктом в процессе готовки может быть негативно воспринято адептами «натуральности продукта».omikron24
24.02.2019 17:58Не расходятся, одно говорит о столкновении курицы со плитой/ладонью и т.д., другое о столкновении двух одинаковых куриц движущихся навстречу.
Можно ли из этого сделать вывод, что не имея ограничений по начальной скорости соударения, задачу с нагревом мы решили?
Не имея ограничения по скорости соударения курица будет двигаться в диапазоне от 0 до скорости близкой к скорости света, поэтому никакую задачу вы не решили.
Для того чтобы курицу нагреть в любом из этих сценариев вам нужно рассчитать теплопроводность курицы и скорость её нагрева и противопоставить эти цифры скорости деформации.
Поскольку оба процесса начнутся в один и тот же момент и будут протекать одновременно вы сможете грубо оценить что произойдёт раньше — разрушение или нагрев. При значительной разнице в скорости этих процессов большая часть энергии уйдёт на то, что протекает быстрее. вы даже сможете рассчитать насколько один процесс быстрее другого.Serge78rus
24.02.2019 20:52Для того чтобы курицу нагреть в любом из этих сценариев вам нужно рассчитать теплопроводность курицы и скорость её нагрева и противопоставить эти цифры скорости деформации.
Разогрев будет происходить по всему объему, подверженному деформации, поэтому мне абсолютно непонятно, какое значение имеет теплопроводность. Или Вы хотели сказать теплоемкость?
Поскольку оба процесса начнутся в один и тот же момент и будут протекать одновременно вы сможете грубо оценить что произойдёт раньше — разрушение или нагрев. При значительной разнице в скорости этих процессов большая часть энергии уйдёт на то, что протекает быстрее. вы даже сможете рассчитать насколько один процесс быстрее другого.
Почему Вы так упорно противопоставляете нагрев и разрушение? Если после разрушения (нарушения структуры) мы не дадим остаткам разлететься, то нагрев будет продолжаться — курица не подверглась аннигиляции, а превратилась в нечто вроде вязкой жидкости, распространение волн сжатия в которой приводит к выделению тепла.omikron24
24.02.2019 21:21Разогрев будет происходить по всему объему, подверженному деформации, поэтому мне абсолютно непонятно, какое значение имеет теплопроводность. Или Вы хотели сказать теплоемкость?
Разогрев будет происходить в месте контакта и распространяться вглубь, чем выше теплопроводность у материала, тем быстрее будет происходить передача тепла от более нагретого участка (места контакта) к менее нагретому. От этого параметра зависит скорость нагрева.
Почему Вы так упорно противопоставляете нагрев и разрушение? Если после разрушения (нарушения структуры) мы не дадим остаткам разлететься, то нагрев будет продолжаться.
Почему вы так упорно противопоставляете нагрев разрушению?
Спешу напомнить что столкновение происходит на сверхзвуковой скорости, и после контакта взаимодействие по сути превращается в ударную волну проходящую через курицу. Часть энергии уйдёт на нагрев, этого я не отрицал, однако в предлагаемом вами варианте с неким неразрушимым контейнером из кевлара или другого материала ударная волна будет продолжать отражаться от стенок такого контейнера продолжая разрушать структуру, пока энергия столкновения не иссякнет. Часть её естественно уйдёт на разогрев, однако скорость распространения ударной волны в твёрдой среде, по моим познаниям в физике, будет выше чем скорость нагрева. За время взаимодействия часть курицы в месте контакта успеет нагреться до температуры приготовления, остальная масса будет просто сырым желе.Serge78rus
24.02.2019 21:44Почему разогрев будет происходить только в месте контакта, а не по всему объему, подверженному распространению (и при этом затуханию, то есть переходу в тепло) волн сжатия? Ведь мы получаем по сути некоторый аналог микроволновки, только работающей не на электромагнитных, а на акустических волнах. Где я допускаю ошибку в своих рассуждениях?
omikron24
24.02.2019 21:46Почему вы решили что —
разогрев будет происходить только в месте контакта
?Serge78rus
25.02.2019 10:00Из Вашего предыдущего комментария:
Разогрев будет происходить в месте контакта и распространяться вглубь, чем выше теплопроводность у материала, тем быстрее будет происходить передача тепла от более нагретого участка (места контакта) к менее нагретому.
За время взаимодействия часть курицы в месте контакта успеет нагреться до температуры приготовления, остальная масса будет просто сырым желе.
superstarstas306 Автор
23.02.2019 16:55+1Тут на самом деле огромный простор для дальнейших рассчетов, можем коллективным хабрасообществом открыть новую ветвь науки
Serge78rus
23.02.2019 19:50+1Без должного финансирования наша новая ветвь науки скоро зайдет в тупик. Нам ведь рано или поздно придется от теоретических расчетов перейти к практическим экспериментам, а это потребует серьезных расходов на организацию полигона, обеспечение своевременной поставки тушек кур, лечение травм, полученных «наносителями шлепков» и т.д.
RV3EFE
24.02.2019 20:06Можно придать курице ускорение в направлении руки, тогда скорость руки потребуется не такая большая. И ещё уменьшить время передачи энергии, что тоже ускорит приготовление.
Думаю без гос. поддержки эта ветвь науки не выживет. В отличии от кур.Serge78rus
25.02.2019 10:13Чтобы заручиться господдержкой, надо в коллектив разработчиков включить лиц, приближенных к распределению бюджета (например, кого-то на уровне министра) — так будет надежнее. Осталось только понять, по линии какого именно министерства мы будем проталкивать свою разработку: с одной стороны — курицы и все, что с ними связано, находятся в области сельского хозяйства, с другой — мы будем вынуждены использовать наработки из многих передовых областей, таких как авиа- и ракетостроение и многих других. А в будущем, возможно, наша наука внесет и какую-то свою лепту в эти области.
Meklon
Стоп. Но мясо же нужно нагреть до 60-70 градусов. Иначе будет сухим.