Wednesday, March 14, 2007

Teapots thermodynamic


Following a comment asking if silver would not cool down fastest because it has the highest heat conductivity, I made a first set of experiences on Monday March 12. A reader mentioned to me that the speed heat drops is also closely related to the mass of heat. He suggested that I use the same amount of water for each different tea vessel. This may probably not be ideal either, I think, because then some pots would be full and others not. So I chose to find vessels with more similar sizes, but I would fill them like in normal brewing conditions.

So here are the results of my new experiment:

A. Conditions:
- The water in my tetsubin reached the heat of 95° Celcius.
- Room temperature was 22.5°C
- None of the 3 tea vessels were pre heated.

B Results:
B1 The silver teapot (190 grams for 18.5 cl of water):
89.5°C at 5 seconds approx after the boiling water was poured inside,
79°C after 5 minutes while staying completely covered with the lid,
70°C after 11 minutes.

B2 The big gaiwan with drawings (right, 218 grams for 15 cl of water):
85°C at 5 seconds approx after the boiling water was poured inside,
71°C after 5 minutes while staying completely covered with the lid,
64°C after 11 minutes.

B3 The porous and rather thick HungNi Shui Ping teapot (left, 148 gr for 16.5 cl):
88°C at 5 seconds approx after the boiling water was poured inside,
76°C after 5 minutes while staying completely covered with the lid,
68°C after 11 minutes.

C Findings
- The silver teapot handles heat best in the first crucial moments of the infusion.
- Once warm, clay kept the heat at least as well as silver,
- Glazed ceramic (even this very thick gaiwan) had the largest drop of temperature.

D Conclusions
- Preheating is very, VERY important! Escepcially with small teapots.
- These different properties can be useful for different teas: fresh green and red teas will benefit from the drop in heat of ceramic, because it will reduce the astringency that usually appears toward the end of the infusion. Clay will be a good choice for teas (good roasted oolong and cooked puerh, for instance) that can infuse for long times at high temperature. Such tea will have more body and longer aftertaste.
- The silver teapot combines 2 properties of clay and ceramic, which gives its infusions a unique taste. It handles heat at least as well as clay and it is neutral, true to the taste of tea like glazed ceramic.

(Note: next time I will experiment with a bigger clay teapot to verifiy that the volume was not the major factor in this experiment).

12 comments:

Fortunato said...

Et bien tu m'étonnes de plus en plus, Stéphane, toi qui prône la non utilisation du thermomètre, fais-y donc attention, après toutes tes expérimentations tu vas nous en faire une overdose ! Et puis tu vas décevoir tes fans... Reprends-toi, voyons.

Signé : un utilisateur de thermomètre au laser !

Stephane said...

Eh bien, je vais rassurer mes 'fans' (je préfère 'lecteurs réguliers') tout de suite. J'ai fait ces expériences sans thé dans les théières! Juste de l'eau!

Cette démarche scientifique sert à améliorer ma connaissances de mon matériel et a permis de vérifier la véracité de ce qu'on m'a enseigné. Cela a donc son utilité. Mais je ne compte pas utiliser le thermomètre durant mes infusions pour autant!

Fortunato said...

Euh... J'étais pas censé être sérieux dans ce que j'ai écrit. Avoir un peu d'humour ça n'a jamais fait de mal à personne, il me seimble, et d'ailleurs je suis complètement en accord avec ta démarche. J'avais fait pareil avec mon matos l'an dernier, vu l'extrême qualité de certains thés à déguster, vaut mieux savoir quoi faire avec ce qu'on a.

Longue vie à ton fabuleux blog !

'Un lecteur régulier'

Michel said...

If you ever wondered how to make sure you to get that blisfully MAGIC infusion nearly everytime. Providing the water is at the right boiling point using the right brewing methods (see TM videos); then this silver tea pot will perform.

The infusions are so clear, weather a tea is vibrant, mellow, flowery or fruity, they all come out better than you can imagine.
With young wild pu ehr, It's electrifying, so crisp.
I don't know what the silver does but the cha qi seems to intensify.

Steph said...

I continue to love, love, love your photos! Even in the posts I can't interpret! :-)

Ian said...

In your expeiment, you note that none of the vessels were preheated. Yet, you conclude that preheating is very important. This conclusion must be based on the earlier experiment.

Although my French is very poor, I think you conclude in the earlier experiment that preheating is less important for the silver pot than for the clay pot. I had thought that preheating the pots would really make the silver pot shine (pun intended), because the silver pot would quickly obtain and retain the higher temperature. But it looks like clay really benefits from the preheating.

Don't you usually preheat? Or at least, rinse the leaves? My brewing vessels almost always get a rinse before the leaves, then a rinse on the leaves.

What about rinsing the outside of the clay pot with hot water? Might this be the poor man's way of emulating the heat retention of the silver pot?

Thanks for testing and reporting the results.

Stephane said...

Ian,

The conclusion for the pre-heating is mainly based on a previous experience (article in French), but you can also see it from this experiment somehow:
notice how the pots slow down their temperature loss in the last 6 minutes (once they have well absorbed the heat) compared to during the first 5 minutes (when they started cold). And I agree that the clay and ceramic benefit most from preheating.

Yes, I always preheat! However, I almost never rinse the leaves (just for old teas where I don't know how clean the storage has been).

And yes, for those teas that require a very high temperature, I will also add water on the outside of the teapot (even with the silver one!) But not all teas need this (and not all teas are fit to be brewed in a silver teapot).

Matthieu Weber said...

J'ai tenté de refaire l'expérience avec ce que j'avais sous la main. Les résultats sont là : http://www.mit.jyu.fi/mweber/blog/2007/03/24#materiaux_et_temperatures

Ma conclusion est que n'importe quel métal sera préférable à la porcelaine, les différences entre l'argent et l'inox n'étant pas flagrantes. Les mesures sont cependant difficiles à effectuer de manière fiable, et la comparaison entre les différents matériaux est sujette à caution pour diverses raisons exposées dans mon article.

Oskar Blomberg said...

I think it would be interesting if you did this experiment in preheated vessels. I think most people that read your blog preheat their vessels, so an experiment with cold vessels is, though interesting, not as helpful as one with preheated ones.

Thanks by the way for a great blog.

Stephane said...

Oskar,
Actually, I remember also doing the experiment with preheated vessels. However, I chose not to post these results for the following reasons:
- the findings were similar, but the differences were less dramatic,
- to do a scientific experiment, the preheating should be done with same temperature. Time differences in emptying the hot water might impact the figures. So, I found it fairer if all vessels started the experiment at the same (room) temperature.

Thanks for your interest and input though. This second experiment still showed that preheating is an important step to brew tea at the highest possible temperature, no matter if you use a silver or clay vessel.

Karil said...

Je pense qu'une des raisons pour ce maintient de température, dans une piece sans courant d'air à 22°C est que l'air "immobile" est simplement le meilleur isolant après le vide. Donc, l'argent étant bon conducteur va plus rapidement, et en consomment moins d'énergie arriver à la même température que l'eau, qui ainsi ne perdra pas beaucoup de température. la théière et le gaiwan, eux auront besoin de "consommer" plus d'energie pour arriver à cette même température, et donc vont pomper l'eau. "L'inconvéniant" sera peut être qu'après la théiere en argent suivra presque instantanément le refroidissement "naturel" de l'eau, tandis que les autres matériaux pourrons plus ou moins agir en tant que source de chaleur et la réchauffer sur du plus long terme peut être^^

On pourrait voir d'autant plus l'importance du préchauffage: sans préchauffage, l'eau ne va pas devoir simplement donner sa chaleur au thé, mais aussi à son récipient, qu'on le veuille ou non, et si celui "pompe" beaucoup, il en restera moins pour les feuilles.

D'autre part, quand l'eau s'évapore, elle refroidit. Quand la "concentration" de vapeur d'eau n'est pas assez forte dans l'air, l'eau s'évapore pour arriver à un équilibre (qui dépend de la température).
Donc, plus il y a d'air dans votre théiere, plus il faudra que l'eau s'évapore pour atteindre la même pression saturante, plus elle va se refroidir- je pense que ça pourrait être une réponse au dernier article sur le "trop peu" de thé+eau par rapport au volume de la théière.

Ce n'est qu'un petit raisonnement de thermodynamique, je ne suis pas sûr qu'il soit très exact, laissant là l'expérience su goût en décider^^.

Peu être pourrait-on aussi voir par là une importance à ne pas laisser forcément la théiere ou la gaiwan ouverts après une infusion: laisser le plus d'air saturé permet à l'eau qui vient après de moins refroidir par évaporation^^

Par le même raisonnement, peu être faudrait-il faire atttention à l'eau qu'on rajouterai sur la théière, lors de l'infusion: elle se refroidit plus vide qu'à l'intérieur (par évaporation surtout), et pour une théière en argent, ça signifie qu'elle refroidirait aussi l'intérieur, si jamais la théière baigne un peu dedans (i on utilise un bol comme bateau)

Qu'en pense l'expérience du maître?

Un lecteur passionné

Stephane said...

Karil,
Merci pour ton long commentaire. Je suis d'accord avec toi sur l'air et l'argent. Mais ce n'est pas forcément un inconvénient que l'argent refroidisse aussi comme l'eau. C'est juste une propriété différente. Ainsi pour les thés verts, se sera un avantage que les feuilles ne 's'étouffent' pas, par exemple.

En effet, on voit là l'importance du préchauffage. Sinon, j'ai aussi pour habitude de jeter l'eau qui baigne dans mon bateau à thé. C'est vrai qu'elle refroidit plus vite. Ensuite, il faut toujours considérer le thé qu'on fait et la température de la pièce pour décider s'il y a besoin de verser de l'eau sur la théière ou non. (On considère aussi si la théière a beaucoup refroidi entre 2 infusions).