Tengo una lata de aluminio que necesita enfriarse. Lo pongo en el refrigerador, donde se enfría con el aire frío que rodea la lata.
Si tuviera que colocar la misma lata en agua que se había enfriado a la misma temperatura que el aire refrigerado, ¿se enfriaría la lata más rápido?
Me inclino a suponer que el líquido enfriaría la lata más rápido debido a la densidad de las moléculas que la rodean, pero me interesa lo que tienen que decir las personas que saben de física.
La transferencia de calor puede ocurrir por radiación, convección (natural o forzada), conducción o mediante un cambio de fase. Para el caso de una lata de Al cuya temperatura cambia unos pocos grados, puede ser que la conducción domine (y la conducción también juega un papel en la convección).
La propiedad material más importante en la conducción es la conductividad térmica , que caracteriza la tasa de transferencia de calor para una diferencia de temperatura dada. La conductividad térmica de un material depende más de su tipo de enlace que de su densidad; la transferencia de calor por conducción es mucho más eficiente en sólidos fuertemente enlazados (en los que las vibraciones de la red que transportan energía térmica pueden propagarse rápidamente) que en líquidos y mucho más eficiente en líquidos que en gases (en los que las interacciones moleculares son relativamente poco frecuentes). Pero es cierto, como notaron, que los tipos más densos de materia generalmente conducen mejor el calor.
La conductividad térmica del aire es de aproximadamente 0,02 W/mK; el del agua es de aproximadamente 0,6 W/mK.
Los dos métodos diferentes de enfriar la lata son completamente diferentes y se rigen por diferentes propiedades y tienen diferentes coeficientes de transferencia de calor.
Debido a que la lata está más caliente, la dirección de la transferencia de calor es desde la lata.
En el frigorífico el método de transferencia de calor es la radiación. La transferencia de calor se rige por la propiedad radiativa de la superficie de la lata denominada emisividad. Suponiendo que no hay momento del aire en el refrigerador, la transferencia de calor por convección forzada será cero.
La lata en agua el método de transferencia de calor es la conducción. La transferencia de calor desde la lata se rige por la propiedad de transporte térmico conocida como conductividad térmica. La transferencia de calor también se debe a las propiedades termodinámicas del fluido del agua.
david blanco