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步骤5：小爱直播連煮咖啡都和數學有關係？學渣：有被冒犯到！自傳入中國以來，咖啡從一種奢侈飲品逐漸成為了人們生活中的常見飲品。現代年輕人“月亮不睡我不睡”的生活狀態，讓咖啡等提神飲品成為了他們的“快樂源泉”。大家不僅會去店裏買咖啡，有條件的還會選擇在家煮咖啡，但是煮咖啡和煮出好喝的咖啡卻是兩個不同的概念，那怎麼才能煮出好喝的咖啡呢？工作時喝咖啡沒想到吧，咖啡萃取也有公式！咖啡的口感與咖啡豆的品種、產地、烘焙度、釀造方法以及衝煮咖啡時的水質、水溫、研磨度、用量、擠壓度都有關。咖啡的萃取更是煮咖啡時重中之重的一個環節，是獲得好喝咖啡的關鍵步驟。萃取是利用係統中組分在溶劑中有不同的溶解度來分離混合物的單元操作，簡單來說，就是用水衝煮咖啡時從咖啡粉中帶走其中的可溶性物質的過程。經過萃取，我們所喝的咖啡便是可溶性物質與水的混合。通常用萃取率（%）來衡量萃取的程度。計算公式為：萃取率（%）=萃取出的咖啡物質質量÷原始加入的咖啡豆質量舉個例子，用20克的咖啡粉製作咖啡，最後咖啡殘渣經過幹燥後稱量為17克，那麼可溶性的成分就是3克，咖啡的萃取率為15%（3÷20=0.15）。這時候可能會有人說了，這所謂的萃取公式真的靠譜嗎？在這個公式下什麼樣的咖啡才好喝呢？這個問題其實早就有了答案，20世紀50年代，美國咖啡釀造研究所驗證最理想的萃取率在18-22%之間。當萃取率小於18%時，即被認為是咖啡萃取不足，這樣的咖啡口味會偏酸；當萃取率大於22%時，則被認為是萃取過度，這樣的咖啡口味會偏苦，有燒焦的味道。由此可見，控製咖啡的萃取率便可實現不同口味咖啡的製作。。
步骤6：《蜜糖直播》那如何才能控製咖啡的萃取呢？科學家們已推導出程序模型來實現萃取率的調節，輔助製作出美味的咖啡。咖啡萃取用數學模型輔助製作美味咖啡由數學家、化學家、材料科學家和咖啡師組成的研究團隊建立了一個數學模型來模擬真實的衝泡咖啡條件。他們製作了特定的研磨咖啡裝置模型，其中包含成千上萬咖啡顆粒與衝泡咖啡的水。由於咖啡顆粒數量多，且排列方式複雜，因此研究者通過數學運算將模擬方程重複了數百萬次，並在此過程中不斷灌入水來模擬真實的衝煮咖啡條件。通過數學模型來預測有多少固體咖啡最終會溶解在水裏，即咖啡的萃取率。濃縮咖啡籃幾何形狀示意圖通過求解一係列方程發現，構建的模型能準確預測在現實生活中咖啡的萃取率。他們設想，當咖啡粒足夠大時，水會快速地流過咖啡粒；當咖啡磨得細一些時，較小顆粒的比表麵積會更大，更大的比表麵積意味著與水的接觸麵積就會更多，因此可以迅速萃取物質。但是事實上當咖啡粒磨得過於細小時，與設想恰恰相反，過於細小的顆粒會堵塞水流動的縫隙，從而阻礙了萃取，而不是幫助萃取。咖啡師的目標不僅僅是製作美味的咖啡，這樣美味的咖啡還必須是可重複製作的。所以研究者通過測定不同條件下咖啡萃取率的重現性來評價製備咖啡口感的重現性。數學模擬理論結果顯示，當咖啡質量較少時，水在較淺的咖啡床中流動得更快；同時，咖啡粗磨時形成的顆粒更均勻，萃取咖啡的重現性更好，在構建的模擬方程中更易實現對咖啡萃取率的預測。。
步骤7：畅聊直播那麼問題來了，怎樣才能夠利用這些幹熱岩呢？首要問題是幹熱岩的勘探，絕大多數的幹熱岩都在地球深處，就目前人類的技術水平，太深的地方我們是無能為力的，所以隻能找相對比較淺的幹熱岩加以利用。通過地質勘探可以找到幾百米深處的煤炭，同樣可以通過地質勘探，找到相對淺層的幹熱岩。對於幾萬米深處的幹熱岩的利用，無論是勘探手段還是開采技術，都無法做到，一般來說，2000~4000米的幹熱岩是可以被勘探的，並且通過地熱鑽井技術加以利用。人類又該如何獲取幹熱岩的熱能呢？主要分為以下幾個步驟：一是從地表向幹熱岩中打一口“注入井”；二是封閉井孔，並向裏麵高壓注入低溫水；三是極高的水壓迫使岩層出現裂縫，逐漸形成一個麵狀的熱儲構造；四是從地表向下鑽幾個“生產井”，它們可以將蒸汽和高溫水回收到地麵；五是利用這些高溫蒸汽供暖或者發電，剩餘的溫水會通過注入井返回到幹熱岩中，從而實現能源的循環利用。幹熱岩因其得天獨厚的較高溫度，一旦成功開采，將是冬季供暖的良好熱源。但因其造價較高，對於麵積較小的建築供暖，高昂的成本是一般人難以承受的。在利用幹熱岩的過程中，最大的困難還不是轉化利用的技術環節，而幹熱岩所處的位置在數十千米深的地下，靠一般的鑽井設備根本無法鑽達，距離地麵最近的也有數千米深，難度非常大。所以從經濟性上來講，埋藏深度越淺的幹熱岩，就越有可能創造出更大的經濟效益。另外，還有很多需要仔細考量的問題，比如幹熱岩開發過程中可能會造成的環境問題，地球內部本身就是生態脆弱的地帶，別說是在幾千米深處開發地熱了，就是在地麵修一條鐵路都要小心翼翼。幹熱岩熱能采集勢必會破壞地下的高溫高壓環境，必然會影響這個地區的地層，如果不小心引發地震或者其他地質破壞，後果也是不堪設想的。即便發現了一個“聚寶盆”一樣的幹熱岩地熱資源區域，實際開發依然麵臨很多困難，如果不仔細考量，強行開發，後續可能引發一係列意想不到的問題。無論遇到多大的困難，人類從未停止前進的腳步。2022年1月，我國研製的4200米重力熱管采熱試驗裝置試運行成功，首次在國內實現了幹熱岩熱能的長距離輸運，也為中國幹熱岩的開采利用奠定了技術基礎。。

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