當空氣溫度變化時計算物體的新溫度

Question

我試圖計算物體周圍的空氣溫度隨時間變化而變化的新溫度。

基本上我從冰箱裏的空氣溫度傳感器獲取定期讀數。在某些情況下，這些讀數每5分鐘一次，其他讀數每1分鐘一次，因此讀數之間的時間是可變的。

對於每次閱讀，我也想計算食物在其核心的近似溫度;例如像雞一樣（我知道這部分是模糊的，但如果有一個變量，我可以調整，那很好）。

結果應該是實際氣溫的「衰減」版本，因爲任何物體顯然都會緩慢地改變溫度以最終達到氣溫。

最初過去有一種「食品模擬物」放在傳感器周圍，所以溫度會自動衰減，但現在不再這樣了。

我對熱力學知之甚少。我不確定是否可以將溫度變化的一個百分比添加到先前的阻尼值，或者如果我需要根據最近幾次的氣溫讀數或什麼來計算。

我想我正在尋找一個結果有點像：

10:00 2 degrees (air), 2 degrees (product) 
10:05 2.5 degrees (air), 2.1 degrees (product) 
10:10 2.5 degrees (air), 2.2 degrees (product) 
10:20 2.7 degrees (air), 2.5 degrees (product) 

我可以做一些很便宜的像場均在最後30分鐘的讀數，但我不認爲這會削減它！

我不確定這是否是這個問題的正確論壇！我會很感激任何幫助 - 非常感謝。

編輯：我已經找到了解決方案，通過閱讀傅立葉定律。我有一段時間後會發佈解決方案。感謝所有評論過的人。

Answer 1

一個簡單的模型將假設產品的溫度改變了產品溫度和空氣溫度之差的一部分。

airTemp = readAirTemp(); 
productTemp = productTemp + factor * (airtemp - productTemp); 

如果讀數之間的時間間隔發生變化，則需要更改係數。 該因素還取決於您想要模擬的產品。

讓我們假設在5分鐘的時間間隔爲0.5。

實施例（放置在5度的電冰箱25度的產品的核心溫度）：

Time ProductTemp Temp Calculation: 
0  25    5  <astart condition> 
5  15    5  ptemp = 25 + 0.5 * (5-25) 
10  10    5  ptemp = 15 + 0.5 * (5-15) 
15  7.5   5  ptemp = 10 + 0.5 * (5-10) 
20  6.25   5  ptemp = 7.5 + 0.5 * (5-7.5) 
25  5.625   5  ptemp = 6.25 + 0.5 * (5-7.5) 

一個真正的物理模型將考慮通過熱輻射，熱傳導和對流的熱傳遞。然而，如果你想要一個簡單但相當逼真的模型，只需要一個變量來調整（factor）是一個好的開始。

編輯：

這不是一個精確的模型。如果你把冰箱裏的東西放得很熱（比如1000度），那麼輻射就是冷卻方程中的主要條件，溫度會下降得更快。當差異很小時，上述模型應該工作得很好。這個因素取決於物品（你提到的東西以及改變食物溫度和食物形狀所需的能量 - 瘦食物冷卻得更快）及其周圍環境（空氣可以在其周圍自由流動或是冰箱滿）。

計算因子絕不是簡單的。我建議您將溫度計放在幾種食物中，將它們放入冰箱中，每隔5分鐘測量一次，然後計算每種食物類型的因子。這個因素仍然是不準確的 - 一個小蘋果比一個大蘋果更酷等等。