Налита в склянку рідина охолоджується наступними шляхами:
1). Випаровується з поверхні.
2). Від гарячої рідини випромінюється тепло (вгору).
3). Від рідини стінки склянки нагрілися. Тепер ці стінки втрачають тепло:
3б). конвекцією. Від стінок склянки нагрівається повітря. Нагрівся повітря піднімається вгору, на його місце надходить холодне.
За рахунок втрати тепла по пунктам 1 і 2 поверхню рідини, і за рахунок втрати тепла по пунктам 3а і 3б стінки склянки остигають.
4). З внутрішньої частини об'єму рідини тепло за рахунок теплопровідності рідини передається до поверхні і стінок.
Склад рідини (чиста вода, чай або кава міцний або слабкий, солодкий або несолодкий) майже не впливає ні на один з цих пунктів. У разі компоту теплопровідність містяться в компоті ягід і фруктів значно відрізняється від теплопровідності чистої води. Тому передача тепла за пунктом 4 буде повільніше, і компот охолоне повільніше.
Всі ці способи передачі тепла просто так розрахувати дуже складно, так як багато невідомих характеристик. Їх звичайно можна спробувати визначити експериментально, на це може знадобитися кілька діб безперервної роботи, і природно ніхто цим займатися не варто.
Що зміниться, якщо в склянку опустити ложечку. Велика частина ложечки в контакті з рідиною. Вона швидко нагріється.
5). Це тепло по ложечці (за механізмом теплопровідності) буде передаватися на виступаючу з рідини частина ложечки. Вона теж нагріється, але нерівномірно. Найближча до рідини суха частина ложечки буде найбільш гарячої, а дальній кінець найбільш холодним.
Ця частина ложечки теж буде втрачати тепло за механізмами (6а) - випромінювання, і (6б) - конвекції (аналогічно стінок склянки).
Це призведе до того, що вміст склянки буде охолоджуватися трохи швидше. Але ця добавка до швидкості охолодження складе не більше 1-2%, тобто практично непомітна.
Найпростіше встановити це експериментально.
Тепер обов'язково повторіть експеримент, але ложечку помістіть в іншу склянку, так як розбіжності через різну геометрії і маси склянок можу позначитися на результаті набагато сильніше ніж вплив ложечки.
Після завершення двох експериментів, усереднити результати.
З ложечкою буде остигати трошки швидше, тому, що площа розсіювання тепла ставати трошки більше, за рахунок стирчить кінчика ложечки з кухля. але на практиці таку різницю складно помітити "неозброєним оком". в кількісному вираженні рішення задачі є, тк коефіцієнти теплопровідності у нержавійки і срібла - різні. срібло краще проводить тепло. рідина не впливає, тк це рідина і контакт йде по всій поверхні ложки, зануреної в рідину.
Ви б сильно не морочилися з цього приводу. Тим більше, що чайні ложечки ніхто під Стандарт не підганяв. Форми і розміри різні. І ніхто не знає якої температури особисто Ваша ложка.) Адже можна ж її остудити до певної температури, і потім опустити в склянку.