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Natuurondernemer
    noviembre 5, 2020 by admin

    Tiempo necesario para que el agua se congele

    Tiempo necesario para que el agua se congele
    noviembre 5, 2020 by admin

    Sí, es posible aunque suele ser complicado.

    Si tienes una esfera de agua a 0ºC y la pones en un congelador a una temperatura T que está por debajo de cero entonces la tasa de flujo de calor hacia fuera de la esfera estaría aproximadamente dada por la ley de Newton del enfriamiento. Si la velocidad de enfriamiento es lenta, y se puede hacer la aproximación de que la temperatura dentro del agua es constante, entonces el flujo de calor por unidad de superficie será constante mientras el agua se congela. El tiempo de congelación sería el calor latente total de fusión dividido por la tasa de flujo de calor por unidad de superficie dividido por la superficie total.

    Sin embargo, incluso en esta situación simplificada no conocemos la constante de proporcionalidad en la ley de Newton, y esto dependerá de los detalles del entorno, por ejemplo, la velocidad de las corrientes de aire. Lo mejor que podemos hacer es sacar conclusiones como que el tiempo de congelación será proporcional al radio de la esfera porque es proporcional al volumen dividido por el área. También deberíamos encontrar que el tiempo es inversamente proporcional a la diferencia de temperatura.

    La vida se complica cuando la velocidad de enfriamiento es demasiado rápida para que podamos suponer que no hay gradiente de temperatura dentro del agua. Por ejemplo, se formaría una piel de hielo en el exterior, y el hielo es un mejor aislante que el agua (porque se obtienen corrientes de convección en el agua). En ese caso, la tasa de flujo de calor (y por tanto de congelación) sería inversamente proporcional al grosor de la piel de hielo.

    Una última complicación es que el agua se sobreenfría fácilmente. Sólo se puede suponer que el agua se congelará exactamente a 0ºC si no hay ninguna barrera para la nucleación de los cristales de hielo.

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