referencia: http://www.engineeringtoolbox.com/conductive-heat-transfer-d_428.html
Tomemos un momento para mirar la ecuación de transferencia de calor. Mirándolo, podemos ver las formas de obtener 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)
- use un material con una alta conductividad térmica constante (como el cobre)
- material más delgado (!)
- mantener una mayor diferencia de temperatura
La forma en que funcionan estos descongeladores ahora debería ser fácil de entender. (1) Están hechos de un material que tiene una conductividad térmica muy alta constante, como el cobre. Cuanto mayor es la conductividad térmica de un material, más rápido puede igualar su temperatura con la del material circundante.
Las cosas que se tocan quieren tener la misma temperatura. Cuando pones un cubito de hielo en una lámina de cobre a temperatura ambiente, tienen temperaturas muy diferentes. Pero tan pronto como se tocan, quieren tener la misma temperatura, por lo que comienza la transferencia de calor. El calor "fluye" del cobre al hielo, aumentando la temperatura del hielo y derritiéndolo. El calor también fluye por todo el cobre, lo que significa que incluso las partes del cobre que están lejos del hielo están perdiendo calor.
Con el cobre perdiendo calor, rápidamente cae del equilibrio de temperatura con el aire circundante. Pero el aire y el cobre también quieren tener la misma temperatura, por lo que el calor del aire "fluye" hacia el cobre, acercándolo de nuevo a la temperatura ambiente, lo que a su vez permite que el cobre caliente un poco más el hielo ... .
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 el área de superficie con el aire circundante, ¡pero sin (2) crear más espesor!
También podríamos abordar (3) y calentar el cobre eléctricamente, por encima de la temperatura ambiente, pero luego corremos el riesgo de calentar parte de los alimentos a esa temperatura también. ¡El beneficio de usar un disipador de calor de cobre pasivo es que la temperatura nunca se elevará por encima de la temperatura ambiente!