¿Qué tan caliente se pone la punta de un lápiz al escribir?

Al escribir con un lápiz, parece haber mucha fricción, lo que parece inducir calor.

¿Qué tan caliente se pondría la punta de un lápiz #2 escribiendo en papel de copia normal?

El grafito es tanto un buen lubricante como un buen conductor térmico, por lo que el poco calor que se genera probablemente no permanecerá localizado y se esparcirá por toda la mina del lápiz, diluyendo en gran medida la energía térmica adicional (aunque esa imagen se verá algo afectada por la cantidad de arcilla utilizada en la mina del lápiz). Sin embargo, me sorprendería si alguien logra sacar algunas cifras.
El calor de la fricción se disipará casi inmediatamente a través de la punta del lápiz debido a la alta conductividad térmica del grafito, pero al hacer una marca en una hoja de papel, se debe trabajar para separar los planos de grafito y dejar una marca. Si la escritura se produce cerca del equilibrio termodinámico, la cantidad de calor liberado debería poder calcularse fácilmente a partir de los datos sobre la energía superficial.
¡Veré si puedo encontrar algunos datos sobre la energía superficial del grafito en la literatura y lo intentaré! Es relevante para la síntesis CVD de grafeno, por lo que debe haber algo en la literatura.

Respuestas (2)

El grafito ("plomo de lápiz") es un alótropo del carbono que se presenta en capas de carbono dispuestas en hexágonos, formando un mosaico en el plano. Cada carbono es s pags 2 unidos y cada capa tiene un átomo de espesor. Los enlaces que mantienen juntos a los carbonos en un plano son enlaces covalentes increíblemente fuertes y uniformes de fuerza ~1.33, y los carbonos están en una disposición hexagonal muy estable. Estos enlaces son increíblemente difíciles de romper, de ahí el punto de fusión extraordinariamente alto del grafito (varios miles de grados Kelvin).

Por el contrario, solo hay fuerzas de dispersión débiles que mantienen juntos diferentes planos, que se rompen fácilmente. Cuando escribes, estás rompiendo estos enlaces para dejar capas de grafito en el papel.

Imagina una baraja de cartas. Incluso si eres el crupier más rápido del mundo, la baraja nunca se calienta. ¿Por qué? Porque, por mucha fricción que se sienta en la interfaz entre la tarjeta superior y la que está debajo, solo se siente por un momento y luego las tarjetas nuevas y geniales la sienten.

Debido a que el papel elimina el grafito del lápiz a través de la fricción, el calor no se transfiere a la punta porque el material que se habría calentado por la fricción entre el papel y la punta se ha quedado en la hoja de papel. Entonces, para calentar la punta del lápiz, creo que tendría que escribir con el lápiz más rápido de lo posible o durante períodos de tiempo muy prolongados e incluso entonces debido a la parte que puede haber sido calentada por la fricción, luego se elimina. Esto lleva a que la punta de un lápiz ni siquiera se caliente durante la escritura.

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