¿Un coche consume más combustible cuando llueve?

Hay una pérdida adicional de energía cuando se conduce a través de charcos en una carretera mojada, porque las bandas de rodadura de los neumáticos tienen que ejercer un trabajo para expulsar el agua. Una forma de verlo es que sigue tratando de deslizarse sobre el agua, pero se hunde continuamente en ella para encontrarse con el pavimento, lo que equivale a conducir ligeramente cuesta arriba.

De hecho, la fricción es necesaria para que un automóvil se levante del suelo. Sin embargo, no importa cuánta fricción haya, siempre que las llantas no patinen. Solo desperdicia combustible si pone energía en hacer girar las ruedas que se disipa como calor antes de contribuir al movimiento del automóvil. De lo contrario, se cumple la tercera ley de Newton y el suelo te empuja hacia adelante tanto como tú hacia atrás. Entonces, siempre que no sea uno de esos conductores que sigue pisando el acelerador en charcos delgados e hidroplaneando, no debería haber mucha diferencia.

Por supuesto, para evitar derrapar, es muy posible que tenga que viajar más lento, lo que puede afectar su eficiencia (y es probablemente el efecto dominante aquí; consulte esta pregunta relacionada ).

La resistencia del aire es otra cosa completamente diferente. Si hay gotas de agua en el aire, esto aumenta su densidad efectiva, por lo que gastará más combustible empujándolo fuera del camino. La lluvia "fuerte" cae aproximadamente$25\ \mathrm{mm}/\mathrm{hr}$($1\ \mathrm{in}/\mathrm{hr}$). En otra parte de ese artículo , aprendemos que las gotas de lluvia grandes caen a una velocidad terminal de$9\ \mathrm{m}/\mathrm{s}$. Para que estos números sean consistentes, el volumen fraccional del aire lleno de gotas de lluvia debe ser

Anexo: Hay muchos otros factores que vale la pena considerar, muchos de los cuales tienen una física más interesante y complicada que las cosas simples que tenía ganas de analizar. Kyle señala en un comentario que el agua puede ser adhesiva, por lo que puede ser más difícil atravesarla (este es un ejemplo menos extremo de atravesar alquitrán). Desplazar el agua también cuesta algo, como se señala en una respuesta de kaz . Ambos son probablemente efectos mayores que el aumento de la masa de aire efectiva. La respuesta de Frank Presencia Fandosmenciona una preocupación aún mayor, la eficiencia del motor basada en el flujo de aire (y la preparación para participar en la combustión), que es un problema de ingeniería demasiado complicado para un físico como yo. El comentario de OSE también señala una suposición implícita que hice anteriormente que debería decirse explícitamente: estoy comparando$100\%$clima de humedad con y sin lluvia. Si quieres compararlo con el clima seco , el efecto es al revés, principalmente porque una molécula de nitrógeno es más masiva que una molécula de agua.

Al final, sin embargo, estoy dispuesto a apostar que el mayor efecto sigue siendo el hecho de que la mayoría de los conductores reducen la velocidad cuando llueve mucho, ya que la eficiencia del combustible depende en gran medida de la velocidad.

Me gustaría considerar sólo un aspecto de esta cuestión. No estoy seguro de que, como dijo Chris White, "no importa cuánta fricción haya mientras las llantas no patinen". El coeficiente de fricción de rodadura depende de la superficie, así que supongo que es algo diferente bajo la lluvia. Supongo que las pérdidas por fricción rodante son algo importantes ( http://www.consumerenergycenter.org/transportation/consumer_tips/vehicle_energy_losses.html ), incluso para las ruedas motrices.

Diría que sí, tengo prisa, pero estas son las 2 razones principales por las que puedo decir ahora mismo:

• La densidad del aire NO es la misma, como señaló Chris White.

• La capacidad calorífica del agua y la conductividad térmica son diferentes a las del aire. Solo puedo adivinar salvajemente ahora que hay demasiados factores involucrados, pero esto probablemente hará que consuma más combustible. El motor necesita estar caliente para entregar lo mejor y el metal es un buen conductor. El aire no tanto, pero luego el agua sí. Entonces, supongo que, incluso si está a la misma temperatura, el agua hará que todo el automóvil pierda más energía térmica, lo que hará que consuma más energía (combustible). Además, si quieres mantener la temperatura interior del coche diferente a la exterior, esto también afectará.

Conducir a través de agua estancada requiere mucha energía y quiere reducir la velocidad del automóvil, por lo que para mantener la misma velocidad que en una superficie seca, necesitará más combustible, es decir, su mpg disminuirá. Tengo una lectura instantánea de mpg en mi BMW 335D y he notado que lo que de otro modo sería 30 mpg en superficie seca puede caer a 25 o loess en superficie mojada. Estoy hablando de superficies con agua acumulada, no solo mojadas.