El frío no existe: tómalo con humor

Para los científicos el término «calor» tiene un significado muy diferente del que se le da en la calle. Ya se habló aquí de un hielo muy calentito, si quieres entender por qué se dice en ciencia que el frío no existe.

Lo que traemos hoy es una imagen de obviusgeek.com (aunque en estos momentos la página está caída). Es bastante divertida.

 

Y de tanto usarlo, se les rompió el amor [Cita]

«La cuestión de la pertinencia de los modelos de equilibrio puede invertirse. Para obtener el equilibrio un sistema debe "protegerse" de los flujos que componen la naturaleza. Debe ser "enlatado", por así decir, o introducido en una botella como el homúnculo del Fausto de Goethe, que rogaba al alquimista que lo creó: "Vamos, apriétame tiernamente contra tu pecho, pero no demasiado fuerte por temor a que pueda partirse el cristal".» Illya Prigogine, Isabelle Stengers, Order out of Chaos, 1984

Un hielo muy calentito

Cogemos dos cubitos de hielo. Uno lo ponemos en un pañuelo (el típico palestino perrofláutico) y el otro sobre una superficie metálica (por ejemplo, una sartén, pero sin ponerla al fuego). Tapamos bien el cubito con el pañuelo y esperamos unos minutos. ¿Cuál se derrite antes?

1. Dos cubitos de hielo. Uno en un pañuelo, otro en una superficie metálica.

2. Se tapa por completo el cubito del pañuelo y se deja a la intemperie el de la placa metálica.

3. Cinco minutos después. Cuando se ha derretido el de la placa metálica se abre el pañuelo: el cubito del pañuelo sigue intacto. ¡Tachán!

Puede parecer extraordinario que el cubito del pañuelo haya permanecido intacto, pues usamos pañuelos para estar calentitos en invierno, ¿por qué no pasa lo mismo con el cubito de? La clave está en la diferencia que existe entre calor y temperatura.

La confusión entre ambos términos se debe, sin lugar a dudas, al empleo común de ellos en la vida cotidiana. Si los físicos hubiéramos elegido otros vocablos, mis alumnos no se harían un pequeño lío cuando empiezo a hablarles de termodinámica. La temperatura puede definirse como la manifestación externa del movimiento de las partículas que componen un sistema u objeto. El calor, sin embargo, es una energía en tránsito que se manifiesta cuando dos sistemas a distinta temperatura se ponen en contacto. El calor será pues la energía que pierde el sistema a mayor temperatura y que gana el sistema que está a menos temperatura hasta que se alcance el equilibrio térmico, suponiendo que los sistemas están aislados y que no hay pérdidas. Dicho esto, veamos qué ha pasado con los cubitos de hielo.

Cubito de la placa metálica. El cubito de hielo que está sobre la placa metálica intercambia calor con dicha placa y, en menor medida, con el aire. Lo que realmente hace que el calor se propague con rapidez es la conductividad térmica, una propiedad que nos dice si un material es buen o mal conductor del calor (algo parecido a la conductividad eléctrica, de hecho, un buen conductor de la electricidad suele ser un buen conductor del calor). Por eso si quieres descongelar algo, siempre será mejor sobre una plancha metálica. Por eso además te da sensación de frío un picaporte metálico en invierno, porque tienes la mano a más temperatura y le cedes calor. Por eso en un incendio no se deben tocar los picaportes, porque son capaces de ceder calor con rapidez. Y un sinfín de por eso.

Cubito en el interior del pañuelo. Nos puede parecer, como decíamos arriba, que este cubito está calentito, porque usamos los pañuelos para este fin. Sin embargo, aquí hay un error conceptual. Los pañuelos no calientan, lo que hace un pañuelo es que aísla. ¿Qué significa esto? Pues que impide el intercambio de calor con el exterior, es decir, el pañuelo impide que baje tu temperatura. En el caso del cubito de hielo, al impedir el intercambio calórico lo que hace es no permitir que la temperatura del hielo aumente.

Los astronautas llevan unos trajes especiales para que la temperatura de su cuerpo no aumente demasiado al no poder perder calor con el exterior. Explicado en Sudores y trajes espaciales (clic en la imagen).

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Destrozando un conejo por conducción, radiación y convección

No es un conejo cualquiera, es de chocolate.

- Por conducción: con una plancha.

- Por radiación (en realidad entra en juego también la covección del aire, pero es despreciable): con una lámpara.

- Por convección: con un secador de pelo.

Es verdaderamente hermoso el vídeo, a la vez que triste y, si saber por qué, melancólico. El que más me gusta es con la plancha, qué muerte más amarga y solitaria...

Si el vídeo no va, puedes verlo en http://www.youtube.com/watch?v=zxnbsrD80CA.


Visto en Bre Pettis.

Sudores y trajes espaciales

EL RIDÍCULO DE LA CONSPIRACIÓN LUNAR 9

(Esta entrada fue revisada el 13 de febrero de 2009 y se cambió su título, para responder a un error de contenido).¿Los astronautas caminaron sobre la Luna de día o de noche? Es una pregunta que poca gente se hace, por una de dos razones: o no se les ocurre o advierten que la respuesta es evidente: estuvieron allí de día, lo demuestran las sombras y el sentido común, de noche no se vería un pijo.

Una vez que nos hemos hecho esta pregunta, los lunaescépticos se hacen otra: ¿cómo es posible que no se asaran de calor los astronautas? Si os estáis preguntando por qué se iban a asar de calor, se debe a la ausencia de atmósfera: las diferencias de temperaturas entre zonas iluminadas y no iluminadas es tremenda. En las zonas afectadas por la luz solar la temperatura puede superar los 100ºC.

En primer lugar, los trajes no eran blancos por casualidad ni para dar sensación de limpieza. Éste es el primer factor que hacía descender la temperatura dentro del traje: el blanco refleja mejor la luz que el negro (alguna vez habréis mirado por la ventana recién levantados con una pared blanca en frente, la «bofetá» que te da el reflejo de la luz en los ojos deja claro este fenómeno).

Y, en segundo lugar, los trajes estaban equipados con un sistema de refrigeración que se basaban en un fundamento científico bastante sencillo. El agua líquida contenida en el Liquid Cooled Garment recogía el calor del cuerpo y lo cedía al espacio. Este intercambio de calor se producía mediante radiación, puesto que en el espacio no hay materia con la que se pueda intercambiar calor por conducción o convección. Este proceso eliminaba un problema mucho mayor que la luz que viene del Sol: el calor generado por el propio cuerpo y que se elimina por la sudoración.

Abajo a la izquierda el Liquid Cooled Garment, la prenda que llevaban dentro del traje que cumple las características de refrigeración explicadas. Fuente: AP11-S69-38889