referencia: http://www.engineeringtoolbox.com/conductive-heat-transfer-d_428.html
Tomemos un momento para ver la ecuación de transferencia de calor. Mirándola, podemos ver las formas de conseguir una transferencia de calor más eficiente
q / A = k dT / s
q / A = heat transfer per unit area (W/m2)
k = thermal conductivity (W/mK)
dT = temperature difference (oC)
s = wall thickness (m)
- usar un material con una alta constante de conductividad térmica (como el cobre)
- material más delgado (!)
- mantener una mayor diferencia de temperatura
La forma en que funcionan estos descongeladores debería ser ahora fácil de entender. (1) Están hechos de un material que tiene una constante de conductividad térmica muy alta, como el cobre. Cuanto más alta es la conductividad térmica de un material, más rápido puede igualar su temperatura con la del material circundante.
Las cosas que se tocan entre sí quieren tener la misma temperatura. Cuando pones un cubo de hielo en una lámina de cobre a temperatura ambiente, son temperaturas muy diferentes. Pero tan pronto como se tocan, quieren tener la misma temperatura, así que comienza la transferencia de calor. El calor “fluye” del cobre al hielo, aumentando la temperatura del hielo (derritiéndolo), y disminuyendo la temperatura del cobre. El calor también fluye a través del propio cobre, lo que significa que incluso las partes del cobre que están lejos del hielo están perdiendo calor.
Con el cobre perdiendo calor, rápidamente se sale del equilibrio de temperatura con el aire circundante. Pero el aire y el cobre también quieren tener la misma temperatura, y así el calor del aire “fluye” hacia el cobre, acercándolo a la temperatura ambiente, lo que a su vez permite al cobre calentar el hielo un poco más… Pero, por supuesto, no hay pasos distintos en este proceso: todas estas transferencias de calor ocurren simultáneamente y de forma continua. Y mientras el aire tenga cierta circulación, se puede considerar que es un suministro ilimitado de calor a temperatura ambiente.
La parte superior de la placa de cobre es probablemente plana, para aumentar la cantidad de superficie en contacto con el hielo. La parte inferior de la placa de cobre, sin embargo, es probablemente acanalada o aleteada, para aumentar la superficie con el aire circundante, pero sin (2) crear más grosor!
También podríamos abordar (3) y calentar el cobre eléctricamente, por encima de la temperatura ambiente, pero entonces corremos el riesgo de calentar parte de la comida a esa temperatura también. El beneficio de usar un disipador de cobre pasivo es que la temperatura nunca se elevará por encima de la temperatura ambiente!