¿Por qué el té sin azúcar se enfría más rápido que el té dulce?

Principalmente, bebo té sin azúcar. Sin embargo, en la rara ocasión en que obtengo té dulce, he notado que no parece enfriarse tan rápido como el té sin azúcar. ¿Hay alguna razón para esto o solo estoy imaginando cosas? Me preguntaba si tenía algo que ver con las propiedades refrescantes del azúcar natural, pero eso es solo una suposición.

Por lo general, pongo un poco de hielo en el té y uso una pajita para beber del fondo de la taza.

Como experimento, jalé la pajita hacia la parte superior de la taza (en el medio del hielo) cuando bebí té dulce y el té se sintió considerablemente más frío.

¿Alguna idea?

TL; DR = El té dulce tarda más en enfriarse porque hay muchas más cosas para enfriar.

Al enfriar té sin azúcar, está enfriando agua casi pura (los sólidos del té son insignificantes). Usted adivinó que un vaso de 12 onzas de té sin azúcar tiene aproximadamente 12 onzas (en peso) de líquido para enfriar, o 340 gramos (en masa).

El té dulce de estilo sureño (si este es el "té dulce" al que se refiere) tiene una proporción de 2: 1 (en volumen) de té a azúcar. Un vaso de 12 onzas de té dulce tiene 12 oz (en peso) de té y 5-6 onzas de azúcar (en peso - 8 oz de azúcar en volumen = ~ 7 oz en peso). Esto pone el peso total de la bebida en 18 onzas o 510 gramos (en masa).

¡El té dulce, en este ejemplo, tiene un 50% MÁS de masa que el té sin azúcar! Esta masa extra tomará más tiempo para enfriarse, porque hay mucho más COSAS para enfriar. Ocupa el mismo volumen, pero hay MUCHAS más moléculas para enfriar.

Factores compuestos:

• Capacidad de calor versus calor específico: un detalle de esto es que una solución de azúcar y agua tiene un calor específico más bajo (por unidad MASS) que el agua pura, por lo que la capacidad de calor total del té dulce no es del 150% del calor capacidad del té sin azúcar, pero en algún lugar entre 100% y 150%. La intuición lo pondría en algún lugar en el rango de 130% -140%. Lea la pregunta de Physics.SE vinculada anteriormente para obtener algunos detalles sobre ese cálculo. Sin embargo, tenga la seguridad de que la capacidad calorífica de la solución de sacarosa es mayor que el agua pura.
• Conductividad: ignoré la conductividad térmica de la solución, ya que supongo que la agitación en el té hace que las pequeñas diferencias de conductividad entre las soluciones sean insignificantes, pero ese cálculo también podría hacerse.
• Convección: el té dulce sin agitar experimentará menos convección que el té sin azúcar sin agitar. En el té dulce sin agitar, la solución de sacarosa densa permanecerá en el fondo, mientras que el agua fría del hielo derretido se sentará en la superficie (en realidad puede ver esto visualmente si el té tiene el color suficiente). Esto ralentiza el enfriamiento al ralentizar la mezcla del líquido frío con el líquido tibio. En el té sin azúcar, el líquido frío hundirá el fondo, promoviendo la convección y la automezcla. Sin embargo, la convección es un problema secundario para el punto primario, la capacidad calorífica total de la bebida.

Y como nota final, explicaciones como esta realmente hacen obvio cuán molesto es que las mediciones en los EE. UU. Usen onzas tanto para volumen como para peso.

El hielo en realidad enfriará una bebida caliente más rápido que una bebida fría. Hay dos cosas que suceden aquí.

1. El hielo absorbe calor del agua, enfriándolo a través de la conducción (contacto) y la convección (flujo)
2. El hielo se está derritiendo, absorbiendo enormes cantidades de calor para superar el calor latente de fusión (es decir, romper la estructura cristalina del hielo). Esta fusión del hielo y la absorción de energía relacionada es el factor más importante para enfriar una bebida.

Cuando pones el hielo en una bebida más caliente, el hielo se derrite más rápido y este calor de fusión enfría tu bebida más rápido.

Cuando pones hielo en té sin azúcar, su temperatura es cercana a los 100 grados C y comenzará a derretir el hielo muy rápidamente. Cuando agrega azúcar al té, lo enfriará de inmediato. Se necesita energía para romper la estructura cristalina, y esto tiene que venir del té, reduciendo así la temperatura en una cantidad pequeña pero significativa.

Esta temperatura más baja no hace que el hielo se derrita tan rápido, lo que ralentiza el proceso de enfriamiento.

Por supuesto, durante un período de tiempo suficientemente largo, todo se acerca a la temperatura ambiente.

Además, la velocidad de transferencia de calor (flujo) es impulsada por la diferencia de temperatura entre caliente y frío. Cuanto mayor es la diferencia de temperatura, más rápido fluye el calor.

Mi respuesta es similar a @SamLey, ya que estamos de acuerdo en que la causa es la mayor densidad del agua de la solución de azúcar. Pero tengo una opinión ligeramente diferente. La convección TL; DR se reduce en una solución más densa, por lo que el agua fría que rodea el hielo no se lleva tan rápido y el hielo se derrite más lentamente.

Todos los datos que he encontrado muestran que las soluciones de sacarosa tienen un calor específico más bajo que el agua pura, por lo que uno esperaría que se enfríe más rápidamente. (Pero quién sabe cómo lo afectan los componentes del té).

Creo que el efecto que estás viendo se debe a la densidad de la solución de sacarosa.

Ignorando los componentes del té, una solución de sacarosa es más densa que una solución de agua pura. A medida que el cubo de hielo se derrite en una solución de agua pura, el agua de enfriamiento que rodea el cubo se hunde hasta el fondo del vaso y el agua más caliente en el fondo se eleva, por lo tanto, aumenta la transferencia de calor a medida que el agua más caliente rompe los enlaces en el hielo más con rapidez.

Pero en la solución de azúcar, el agua más densa permanece en el fondo del vaso y no sube en absoluto. Sin corrientes de convección para llevar el agua fría lejos del cubo de hielo, se derrite mucho más lentamente. También tenga en cuenta que este efecto se agrava por el hecho de que el hielo derretido hace que la solución esté menos concentrada cerca de la parte superior, por lo que es aún menos densa alrededor del hielo a medida que se derrite.

Como el agua más densa y cálida permanece en el fondo del vaso, naturalmente le parece que el té se está enfriando más lentamente. Esto concuerda con su observación de que si mueve la pajita al medio del hielo, el gradiente de temperatura se siente mucho mayor que en el té sin azúcar.

EDITAR: ¿Experimento?

Un experimento interesante sería utilizar un termómetro para medir la temperatura después de un tiempo fijo del té sin azúcar y endulzado con hielo sin agitar , y luego realizar el experimento revolviendo por segunda vez cada 30 segundos más o menos. Supongo que el té dulce constantemente agitado se enfriará más rápido que el té sin azúcar, pero el té dulce sin molestias se enfriará más lentamente que el té sin azúcar.