¿Por qué soplar café caliente lo enfría?

Cuando una taza de café está caliente, las moléculas de aire directamente sobre ella también se calientan. Después de un tiempo, alcanzan el equilibrio y no se produce transferencia de calor (o tal vez muy poca). Al soplar, se altera ese equilibrio y se reemplazan las moléculas de aire caliente directamente encima de la taza con aire más frío y, por lo tanto, se crea una vez más un gradiente de temperatura más pronunciado. Este hecho hace que el contenido de la taza se enfríe más rápido por convección forzada .

Ver también transferencia de calor por convección

PhotonicBoom tiene razón al decir que el flujo de aire creado al soplar sobre la parte superior del café reemplazará el aire calentado por aire más frío que absorberá más calor del café. También permite que se evapore más café (lo que puede parecer algo malo, pero la evaporación es simplemente que las moléculas más calientes se vuelven gaseosas y se van, por lo que tiene el efecto de enfriar el café) porque el aire solo puede contener una cantidad determinada de vapor de agua. , y puede absorber el vapor de agua más rápidamente a niveles bajos de humedad. Al mover constantemente el aire sobre el café, se asegura de que la humedad se mantenga baja (relativamente, su aliento es bastante húmedo pero aún menos que el aire estancado sobre el café caliente).

Soplar el café lo enfriará más rápidamente que simplemente soplarlo porque crea todos los efectos anteriores, pero también crea turbulencia en el café mismo, lo que también lo enfría. Debido a que el café solo puede evaporarse desde la parte superior, la mayoría del líquido permanece bastante bien aislado cuando está quieto, por lo que la única transferencia de calor desde el fondo de la taza hacia la parte superior es la convección, y el agua tiene una capacidad calorífica muy alta, por lo que no lo hace. no conduce el calor muy rápidamente. Al soplar en el café, lo revuelves de manera efectiva, moviendo las moléculas más calientes para que todas se muevan hacia la parte superior de la taza y tengan la oportunidad de escapar al aire en algún momento. La superficie irregular también tiene más área de superficie que una superficie plana, lo que le da a más moléculas la oportunidad de escapar.

Nota: Su aliento es en realidad un gas bastante pobre para enfriar el café de manera eficiente debido a su alta temperatura y humedad. Para maximizar la eficiencia, intente soplar desde el frente de su boca en lugar de empujar desde su garganta. (No sé cuánto sentido tiene eso, es algo que a menudo se les indica a los músicos que hagan para cambiar su tono. Cuando soplas desde el frente de tu boca, como si estuvieras silbando, el aire es más frío y seco que cuando respira desde el fondo de la garganta, como cuando bosteza).

El punto de ebullición se define como la temperatura a la cual la presión de vapor directamente sobre el líquido es igual a la presión del medio ambiente. Entonces, al hervir agua en una habitación a 1 atm, comenzará a hervir cuando la presión de vapor en la superficie del agua alcance 1 atm (que es a 100 grados centígrados). Por eso el agua hierve a una temperatura más baja en las montañas.

Al soplar sobre el agua caliente, la presión de vapor se reduce/interrumpe y la masa de agua gasta energía tratando de restablecer el equilibrio entre las presiones de vapor a la temperatura correspondiente. En consecuencia, este gasto de energía hace que la temperatura de la masa de agua disminuya.

Cuando soplamos aire, su temperatura es de aproximadamente 98.5 ° F, la taza de café también se calienta cuando se le da más calor al café, su tasa de evaporación aumenta y se enfría rápidamente.