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La ecuación del botijoSI NO LO VEN BIEN, PINCHEN AQUÍhttp://www.enchufa2.es/archives/la-ecuacion-del-botijo.html
Publicado por Iñaki a las 12:03Martes 27 de enero de 2009
Corría el año 1990 cuando Gabriel Pinto, profesor de
Química en la Escuela Técnica Industrial de la Universidad
Politécnica de Madrid, se compró un botijo y se dispuso a tomar
medidas en sus ratos libres del conocido efecto botijo. Su objetivo
era construir un modelo matemático válido para cualquier tipo de
botijo o recipiente cerámico poroso que relacionase sus
características con su capacidad de enfriar el agua.
El dispositivo experimental constaba de un
botijo clásico en el que se introdujeron 3,2 litros de agua a 39 ºC y
este, a su vez, se mantuvo a esa misma temperatura en un horno de
laboratorio, con una humedad relativa del 42%. Cada cierto tiempo,
Pinto fue midiendo la masa del botijo (para determinar la masa de agua
evaporada) así como la temperatura del agua. De esta manera, observó
que en unas 7 horas el agua se había enfriado 15 ºC, alcanzando los 24 ºC.
A partir de ese punto, el agua comenzaba a calentarse de nuevo, debido
a que ya se había evaporado aproximadamente medio litro. Al cabo de
tres días, las últimas gotas de agua que quedaban volvían a alcanzar la
temperatura ambiente de 39 ºC.
A la par, Pinto desarrolló un modelo matemático,
como hemos comentado, que iba ajustando gracias a los datos
experimentales. Había considerado multitud de factores, sin
embargo, había algo que seguía sin cuadrar: las ecuaciones le conferían
al botijo una capacidad ilimitada de enfriar.
Entonces fue cuando apareció el otro protagonista
de nuestra historia, José Ignacio Zubizarreta, también profesor de
Química. Él fue el que dio con el detalle que faltaba en el modelo,
algo que Pinto había pasado por alto: el calor de radiación que aporta el
aire que se encuentra en el interior del recipiente. Con esta última
consideración, los datos casaban a la perfección.
Así, en 1995, ambos profesores publicaron en la
revista Chemical Engineering Education, vol. 29, de Estados Unidos,
el artículo An ancient method for cooling water explained by means of
mass and heat transfer.
El resultado del trabajo, de carácter pedagógico,
fueron dos ecuaciones diferenciales que relacionaban todos los
parámetros. El modelo seguido, una vez más, empieza como el famoso
chiste de la vaca: supongamos que tenemos un botijo con geometría
esférica… Y, por fin, las susodichas:
- volumen o masa de agua
- capacidad calorífica del agua
- temperatura del agua
- tiempo
- coeficiente de convección
- superficie externa del agua
- temperatura del aire
- temperatura de la superficie del agua
- coeficiente de radiación de calor
- superficie total del botijo
- superficie del agua en contacto con el aire
- coeficiente de transmisión de calor del agua
- calor de vaporización del agua
- coeficiente de transferencia de masa para el agua
- humedad de saturación
- humedad del aire
27/01/2009 a las 21:47
28/01/2009 a las 1:49
29/01/2009 a las 10:12
sin animo de desestimar el estudio de ambos
quimicos, estas ecuaciones no son mas
que un caso especifico de ecuaciones
de transferencia de calor generales,
resueltas de forma diferencial;
De todas formas, xapo!!!!!
29/01/2009 a las 18:01
mientras que sus alumnos salen descornados de buscarse
la vida para aprobar sus exámenes de paranoicos…en fin,
juzgen ustedes mismos.
14/03/2009 a las 19:32
la siguiente afirmación intuitiva:
Dado un tubo por el que circula un fluido a temperatura
superior a la del entorno y está forrado con una capa de
material aislante térmico, creo que existe un determinado
espesor de forro para el que se transmite más calor que sin él.
Gracias
18/12/2009 a las 17:09
bable.
01/11/2010 a las 12:55
superior a la del entorno y está forrado con una capa de
material aislante térmico, creo que existe un determinado
espesor de forro para el que se transmite más calor que sin él.
” – transforma la esfera en un tubo
01/11/2010 a las 12:57
bable.
que la posibilidad refleja la esperanza de lo probable, he ahí la subjetividad :)
06/09/2011 a las 19:50