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Física extraña (5): soplar para enfriar, soplar para calentar




Sopa de nido (fisherwy.blogspot.com, cc-by-sa)

Como Rantamplan nos ha recordado a menudo, intentamos que esta serie sea comunitaria, así que vamos a escribir algo.

Había un pasaje de un libro que me obligaron a leer en mi niñez en el que un personaje soplaba sobre la sopa porque quemaba, y un par de párrafos más adelante se echaba el aliento sobre las manos para calentárselas porque hacía frío. Y el protagonista (parece ser que con pocas luces) decía que ese tipo no era de fiar, porque soplaba para enfriar y soplaba para calentar. No recuerdo si era en El Lazarillo de Tormes, o en El Buscón o dónde. Si alguno de nuestros lectores lo recuerda, que deje un comentario y lo añadimos aquí.

El caso es que la experiencia nos dice que el sistema funciona, pero si lo pensamos un poco, va contra la intuición. Quiero decir que… el aire sale de nuestros pulmones, con lo cual estará aproximadamente a 37º… ¿cómo es posible que a veces lo utilicemos para enfriar y otras para calentar?

¿Cuál es la base física de eso?

Existen varios mecanismos que hacen esto posible.

PRECAUCIÓN: vamos a usar el término “calor” en su significado coloquial, no en su significado físico. Por si quieres profundizar, has de saber que cuando aquí decimos “calor”, el término físico correcto es “energía“.

Efecto “pues claro, menuda estupidez”.

El primero de los efectos es tan tonto que alguno podrá decir que ni siquiera merece explicación: cuando soplamos para enfriar es porque la “cosa” está caliente; y cuando soplamos para calentar es porque la “cosa” está fría.

De perogrullo.

Si estamos soplando la sopa, es que la sopa está a 80º o 90º, recién salida de la olla. Si el aire que sale de nuestros pulmones está a 37º, está más frío que la sopa, y por lo tanto, la enfría.

En cambio, si estamos en la nieve y nuestros dedos están helados, les echamos el aliento encima y se calientan. Claro. Nuestros dedos están a la intemperie, fuera hace -5º, están fríos. Si el aire que sale de los pulmones está a 37º, los calentará.

Pues claro, menuda estupidez.

Pues eso, ya lo decía yo en el título.

Un efecto parecido (basado en experiencia personal): estás en la calle, pintando una pared al aire libre, en invierno. Las manos se quedan frías, muy frías, pero bueno, haces el esfuerzo, terminas de pintar la pared y te metes a lavarte las manos. Te las lavas con “agua fría”, pero… ¡Au! ¡Quema! Claro, es que las manos se han enfriado mucho mucho en la intemperie, y si el agua está a 10 ó 12 grados, a tus manos les parece muy caliente.

Pero solo esto no es suficiente. Compruébalo ahora mismo. Échate el aliento en los dedos y notarás que se calientan… luego sóplales y verás que se enfrían. Y ni la temperatura de la “cosa” (tus dedos) ni las condiciones de entorno han cambiado…

Efecto Joule-Thomson

El segundo efecto es el efecto Joule-Thomson.

Veamos lo que ocurre cuando soplamos para calentar: expulsamos el aire de los pulmones, pero con la boca relativamente abierta… el aire sale despacito por la boca. Así que sale a unos 37º.

Pero, ¿qué ocurre cuando soplamos para enfriar? Lo que hacemos es cerrar la boca casi del todo, para que salga un chorro fuerte, con mucha presión, por un agujerito relativamente pequeño. El caso es que en cuanto ese chorro de aire sale de nuestra boca se encuentra a mucha menos presión, de modo que se expande rápidamente (es lo que se conoce como efecto Venturi).

El efecto Joule-Thomson dice entre otras cosas que cuando el aire se expande, se enfría.[1] Eso causa que el aire, que en nuestra boca está a 37º, rápidamente se enfría unos cuantos grados cuando sale a través de los labios semicerrados.

Un efecto parecido a este es el que aprovecha el extremo enfriador de un aparato de aire acondicionado (el otro extremo, que es el que se calienta, es el que se pone fuera de la vivienda) o un refrigerador: primero comprimimos un gas, que se calienta, y tiramos ese calor a la calle; luego lo metemos en la vivienda, lo expandimos y se enfría, enfriando la habitación.

Otro sitio donde se nota mucho es en esas bombonitas de gas azul que se usan para cargar los mecheros de gas: el gas está dentro de la bombona, a presión. A través de la válvula lo metemos en el mechero, pero casi siempre se nos mueve un poco y se acaba escapando un poco de gas, que nos da en las manos, ¡y está muy frío! Al salir a la atmósfera ha disminuido su presión y se ha enfriado.

Efecto Venturi

Esquema del efecto Venturi (HappyApple, dominio público)

El efecto Venturi tiene todavía otro efecto en nuestro problema del soplido (valga la redundancia). Aunque conocía el efecto Venturi, hasta que no me he puesto a escribir este artículo no me había dado cuenta de que efectivamente tiene también su efecto sobre este soplido frío, gracias a que Pedro me lo ha señalado. Las fuentes que yo conocía para explicar el enfriamiento al soplar no le daban la importancia debida a este efecto (probablemente porque yo las estaba entendiendo mal), pero una vez que Pedro me lo ha señalado me resulta tan obvio que afecta que tengo que contarlo también.

Cuando el aire sale de nuestros labios semicerrados, como hemos visto, sufre una rápida descompresión. Al estar a menos presión, “absorbe” el aire de los alrededores, que se mezcla con el aire que está saliendo de nuestra boca y sale disparado hacia donde esté apuntando nuestro soplido (es decir, nuestra sopa).

En el esquema de la derecha vemos un típico tubo de efecto Venturi: el aire viene por nuestra garganta y boca (que es la parte gorda del tubo y el primer tubito vertical); sale por los labios semicerrados (que es la parte estrecha); y se vuelve a expandir, reduciéndose la presión, y absorbiendo el aire del segundo tubito vertical (que representa el aire que rodea nuestra cara).

La gracia está en que ese aire alrededor de nuestra cara está a menos de 37º, por lo que se mezcla con el aire de nuestros pulmones, enfriándolo. Este efecto se produce a la vez que el aire caliente interior se va expandiendo y enfriando por culpa de Joule-Thomson, hasta que se equilibran la presión y la temperatura.

Contribución de darkdead: además, el aire de nuestro interior es muy húmedo, de modo que difícilmente contribuye a la evaporación del agua de la sopa. Pero al mezclarse con el aire más seco del exterior, su humedad relativa baja, y es capaz de aceptar más humedad de la sopa. No olvidemos que la evaporación es un mecanismo de refrigeración muy efectivo, pues el cambio de fase del agua de líquido a gas necesita mucha energía.

Efecto convección forzada

Sabemos que otra forma de transmitir calor de un sitio a otro es por convección de fluidos (cuidado con el cuadro rojo del artículo de Pedro, que es precisamente al que nos referimos ahora): el aire que está en contacto con la sopa se está calentando debido a ella. Sabemos que los gases calientes tienden a subir (al calentarse, se expanden ocupando más volumen, son menos densos, y flotan más), por lo que ese aire caliente acabará subiendo, alejándose de la sopa (y llevándose el calor con él) y dejando entrar a otro aire que no estará tan caliente.

Y esto, ¿qué tiene que ver con nuestro soplido? Esto ocurre tanto si soplamos como si no…

Pues sí, pero ocurre muy despacio. Esto es lo que hace que la sopa se enfríe simplemente por estar ahí en el plato, sobre la mesa… pero tarda un poquito.

La sopa está a 90º, y el aire a 30º (si hace más calor que eso, ya no apetece tomarse la sopita), así que la sopa empieza a transmitirle calor al aire que está justo sobre ella. Ese aire se va calentando, lentamente, pasa a estar a 31º, 32º, 33º… despacito. Y a la vez se va expandiendo. Despacito, poco a poco… cuando va estando a 40º ese aire ya se ha expandido mucho y sube, dejando entrar aire nuevo a 30º. Os podéis imaginar que esto no ocurre a trompicones, sino que es algo progresivo… el aire se va calentando, expandiendo, subiendo, renovando… todo a la vez. Pero despacio.

Convección "natural"

Cuando soplamos, como hemos visto antes, el efecto Venturi hace que el aire salga muy rápido, de modo que nuestro soplido remueve rápidamente el aire que hay sobre la sopa. Fijaos en que antes, cuando el aire se calentaba lo suficiente, se alejaba… pero ahora, al soplar, el aire se mueve aunque se haya calentado poco, aunque la expansión producida por su calentamiento no lo hubiera hecho subir aún. Así el aire se renueva, llevándose el calor incluso antes de que “le toque”. Se lleva menos en cada movimiento, porque no le ha dado tiempo a calentarse mucho, pero se mueve más a menudo. El resultado neto es que se lleva el calor más rápido (la sopa se enfría más rápido).

Convección forzada

Esto es básicamente lo que hace un ventilador: nuestra piel calienta el aire a nuestro alrededor y el movimiento del ventilador se lleva ese aire tibio. Y también lo que hace que el frío con viento sea más frío que el frío sin viento (lo que se conoce como “sensación térmica”, que puede ser la temperatura real o no, dependiendo del viento, la humedad…).

Efecto “conducción forzada”

Queda un efecto más, que creo que es minúsculo, pero bueno. Lo he llamado “conducción forzada”, porque no sé si tiene nombre.

En el efecto anterior, convección forzada, hemos visto que el aire que hay junto a la sopa se calienta al estar en contacto con ella. Es decir, el calor pasa de la sopa al aire por conducción: simplificándolo mucho, cuando una molécula de sopa entra en contacto con una molécula de aire, le da su calor.

Pero claro, comparado con la sopa el aire es muy “tenue”, muy poco denso, tiene pocas moléculas, así que este efecto es relativamente lento, porque relativamente pocas moléculas de aire llegan a entrar en contacto con las de sopa.

Pero, por lo visto cuando soplamos sobre la sopa, durante un pequeño instante estamos aumentando la presión sobre esa película de aire que cubre la sopa, de forma que el aire se “espachurra” contra la sopa, habiendo más moléculas de aire que tocan a moléculas de sopa, capturando su calor.

Soplar para enfriar la sopa

¿Quién iba a pensar que soplar iba a resultar tan complicado, cuando hasta los niños de dos años saben hacerlo, verdad? Obviamente, el resultado final depende de una mezcla de todos esos efectos. Dependiendo de las condiciones del entorno, unos serán más importantes y otros menos (o incluso despreciables).

Ahora que ya sabemos un montón de física, ¿podemos soplar para enfriar la sopa?

Pues no, porque es de mala educación. Un truco es sorberla de la cuchara, dejando entrar aire a la vez que sopa, como si la sopláramos hacia adentro, pero… eso es aún más maleducado.

Así que lo mejor es removerla suavemente, esperar unos minutos, y coger la sopa de los bordes del plato, que estará más fría… ¡qué hambre me está entrando!

  1. Si conocéis el efecto Joule-Thomson de verdad, o si simplemente seguís el enlace a la Wikipedia, veréis que en realidad eso depende del gas en cuestión, de la temperatura de partida y de la presión a la que se encuentra… pero nuestro lema es “simplista antes que incomprensible” y para las condiciones de temperatura y presión que tenemos nosotros en la vida cotidiana y para nuestro aire respirable: cuando se expande, se enfría. []

Sobre el autor:

J ( )

 

{ 35 } Comentarios

  1. Gravatar Juan Carlos Giler | 09/05/2011 at 03:04 | Permalink

    “… y coger la sopa de los bordes del plato, que estará más fría …”

    Ya que andamos en éstas…. porque el borde de la sopa está mas fría que el centro? (para ver si coincide lo que normalmente dicen nuestras mamás y abuelitas)

    Saludos

  2. Gravatar J | 09/05/2011 at 03:55 | Permalink

    Bueno, mi mamá y mis abuelitas no decían por qué, simplemente decían que era así y punto.

    Lo rápido que se enfría depende, entre otras cosas, de la superficie de contacto entre la sopa y el refrigerante (en este caso el aire). En el caso del centro del plato, la superficie de contacto es S, pero la cantidad de sopa es Sxh. En cambio en el borde, la cantidad de sopa es Sxh/2 y la superficie es la misma (incluso si me apuras, es 2xS, porque antes por debajo tenía mesa, y ahora aire, pero bueno, incluso sin ese efecto…). Por eso se enfría más rápido por los bordes. Es evidente que debido a la convección dentro de la sopa, ambas partes se irán mezclando, pero despacito.

    Por eso los disipadores para electrónica, los radiadores de los coches, el radiador del aire acondicionado… todo lo que necesite refrigerarse tiene forma de rejilla, para que la superficie de contacto con el aire (o con el líquido refrigerante que haya) sea la máxima posible.

  3. Gravatar darkdead | 09/05/2011 at 04:33 | Permalink

    Enhorabuena por el artículo. No me imaginaba que entraran tantas cosas en juego a la hora de enfríar la sopa.

    Igual estoy diciendo una barbaridad pero allá voy:

    Creo que además de los efectos que has dicho, tiene mucha importancia la evaporación del agua. Supongamos que estamos en verano: la temperatura del ambiente es de 40 ºC mientras que la temperatura corporal es de 37ºC. Si a continuación soplamos sobre nosotros o nos abanicamos, deberíamos calentarnos ya que el aire está más caliente que nosotros (estoy haciendo un poco de trampa ya que no estoy teniendo en cuenta el efecto Joule-Thomson). Sin embargo, nos enfriamos. ¿A qué se debe?

    Normalmente, el agua (presente en el sudor) se evapora enfriando nuestro cuerpo. Sin embargo, este proceso es lento ya que, la propia evaporación, hace que alrededor de nuestro cuerpo se forme una capa de aire con una humedad relativa muy alta, lo que impide que se evapore más agua. Al soplar sobre nosotros o al abanicarnos, removemos esta capa de aire con lo que entra aire “nuevo” permitiéndo así que se evapore más agua. En el caso de la sopa, pasa exactamente lo mismo. Al soplar, conseguimos evaporar más agua, haciendo que la sopa se enfríe.

  4. Gravatar darkdead | 09/05/2011 at 04:39 | Permalink

    Por cierto, ¿qué ha pasado con la frase?

    ¡¡¡¡¡En esta casa obedecemos las leyes de la termodinámica!!!!!

  5. Gravatar J | 09/05/2011 at 06:27 | Permalink

    darkdead: como bien dices, solo tienes que poner la mano sobre una sopa caliente y verás que la mano se humedece, así que obviamente es aire muy húmedo.

    Pero como la intención es comparar “soplar para calentar” con “soplar para enfriar”, ¿crees que la diferencia es solo debida a eso? Probablemente, debido al mismo efecto Venturi de arriba, el aire de la boca, húmedo, se mezcla con aire seco del ambiente y al final el aire que llega a la sopa tiene menos porcentaje de aire húmedo que si simplemente echas el aliento sobre la sopa, de forma que es capaz de absorber más vapor caliente sin saturar.

    No sé por qué ninguna de mis fuentes lo mencionaba, quizá porque el efecto total comparativamente no sea mucho.

    A ver si alguien aporta algo más, y si no añado un párrafo al respecto.

  6. Gravatar Saul_IP | 10/05/2011 at 11:42 | Permalink

    Madre mía… Yo con los exámenes de Física a la vuelta de la esquina y ahora esto… Ahora sí que puedo decir que tengo física ¡hasta en la sopa! :P (Lo sé, el chiste es malo, tonto y predecible)

    Un artículo muy ilustrativo, J, mentira parece la cantidad de efectos que se combinan sólo para conseguir que consigamos tomarnos nuestros fideos a gusto.

  7. Gravatar Alb. | 10/05/2011 at 06:27 | Permalink

    Interesante articulo, pero creo que lo has complicado demasiado y se acabar perdiendo cual es la cuestión de fondo. Que a mi juicio es la diferencia de temperatura entre un aliento y un soplido.

    Y la explicación se debe casi en exclusiva al efecto Venturi, Haciendo números se ve que el efecto Joule-Thomson, es despreciable.Para conseguir que la temperatura bajase 1ºC serian necesaria una caída de presión de 1200Pascales.

    La explicación de como se enfría la sopa, nada tiene que entre el aliento y el soplido. Ademas creo que los efectos están explicados de manera confusa. Para meter la conduccion tendrias que explicar el concepto de capa limite, y seria complicar mucho el asunto innecesariamente.

    El efecto de la conducción forzada no existe.

  8. Gravatar Pedro (picapiedras) | 10/05/2011 at 09:18 | Permalink

    ¿Cómo se va a deber casi en exclusiva al efecto Venturi si Venturi solo dijo que si el fluido en cuestión va más rápido se produce una depresión? Por webs lo tienes que conjuntar con alguna ley de gases, si no, no explicas nada relacionado con la temperatura. Ej. p.v=nrt

    El volumen dentro y fuera de la boca es el mismo, así que se va al carajo, a n y r, le pasa tres cuartos de lo mismo, con lo que al final nos queda que p=t o sea, presión = temperatura, si disminuye la presión como dice Venturi, pues ya sabemos qué le ocurrirá a la temperatura para que se mantenga la igualdad.

    Muy buen artículo, no me había preguntado nunca el por qué de ese efecto.

  9. Gravatar Alb. | 11/05/2011 at 07:16 | Permalink

    Pedro(picapiedras) Esto ya lo explica J en su articulo:

    “La gracia está en que ese aire alrededor de nuestra cara está a menos de 37º, por lo que se mezcla con el aire de nuestros pulmones, enfriándolo. “

    Se mezcla aire a 37 ºC(O 36ºC si consideras el efecto de Joule-Thomson) con aire que esta a temperatura ambiente 20ºC y la mezcla resultante estará a una temperatura intermedia.

  10. Gravatar Pedro | 11/05/2011 at 10:27 | Permalink

    @Alb. En realidad no preguntaba por saber, sino que estoy criticando tu comentario, en el que dices que se debe casi en exclusiva al efecto venturi.

    Por cierto, no creo que eso de la cara sea muy acertado. Solo tenéis que realizar el siguiente experimento. Tras una ducha con agua caliente, de esas que dejan el baño con vapor por todos lados, con todo en calma, soplad y veréis cómo el vapor que se mueve no es el de vuestra cara. Se forman muchos remolinos y rizos mucho más adelante, siguiendo el cono que forma el aire soplado.

  11. Gravatar Pedro picapiedras | 11/05/2011 at 10:32 | Permalink

    Oye, dejo una idea para otro tema de física extraña. ¿Habéis observado alguna vez un cubito de hielo derretirse? ¿Qué explicación física tiene que le salgan esas rayitas de aire en su interior? ¿Sabéis a qué me refiero?

  12. Gravatar J | 12/05/2011 at 06:36 | Permalink

    Que el efecto Venturi es importantísimo no lo quita nadie. Incluso en el epígrafe de “efecto joule-thomson”, Venturi es el disparador del proceso: al salir de la abertura pequeña, baja la presión y se expande.

    Pero no puede ser lo único. Recuerda una tarde de verano, de esas con 40º a la sombra. El aire del ambiente está a 40º y el de tu interior a 37º. Soplas sobre tu mano… y notas “fresquito”. Si solo fuera debido a Venturi, solo se mezclaría con el aire ambiente de 40º.

    Como decía, no tengo medidas cuantitativas, solo el concepto, así que no te puedo decir si joule-thomson baja la temperatura 1º ó 3º ó piº, ni en qué condiciones. En otros ejemplos, como por ejemplo el del gas azul que decía, es obvio que baja un montón, porque cuando se te escapa y te da en la mano, se nota muy muy frío, probablemente cerca de los 0º; pero claro, el gas en la bombona está a mucha más presión de la que conseguimos en nuestra boca.

    Como decía, y cito textualmente: “Obviamente, el resultado final depende de una mezcla de todos esos efectos. Dependiendo de las condiciones del entorno, unos serán más importantes y otros menos (o incluso despreciables).”

    dardead: como nadie dice nada ni a favor ni en contra, he añadido un párrafo con tu contribución. Mira a ver si te gusta.

  13. Gravatar Alb. | 12/05/2011 at 09:13 | Permalink

    Es muy fácil calcular el efecto Joule Thomson. Basta aplicar la formula de la P*V^gamma = constante.

    http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_adiab%C3%A1tico

    Si haces cálculos veras que para caídas de presión pequeñas, el efecto sobre la temperatura es despreciable.

    Hay una forma de medir el efecto Joule Thomson, y es soplar a través de un tubo y poner un termometro justo antes de la salida del tubo.(Después de la salida se vería influenciado por el efecto venturi). Si lo hacer veras que supera los 35ºC

    Hay otra forma de comprobar que la caída de temperatura es debida al efecto venturi y no al Joule Thomson, y es introducir en el aire un compuesto químico que actué como marcador. Analizando la composición de ese marcador en el aire de salida se puede determinar la dilución del aire a la salida debido al efecto venturi.

    Parece sumamente complicado… pero es algo que la mayoría hemos hecho en alguna ocasión… Llegas borracho a casa a la 5 de la mañana y tu madre te dice “¿Has bebido?. Échame el aliento”

    ¿Por que las madres dicen, “échame el aliento” y no soplame? Porque si soplas el aire que expulsas se diluye con el aire exterior y la concentración alcohol baja.

    En cambio, la policía si te manda soplar. Eso es porque soplas en en alcoholimetro a traves de un tubo de manera que no se diluye con el aire exterior. De hecho en algunos alcoholimetros antiguos, se podía hacer un truco. Si soplabas sin apoyar del todo los labios en el tubo, podías conseguir que entrase aire exterior en el tubo y falsear tu tasa de alcohol. En los alcoholimetros actuales no se puede hacer, ya que para evitar esta trampa hay que soplar con cierta presión.

    @J Si a 40ºC a la sombra te das aire con abanico…. también sentirás fresquito, y obviamente el abanico no enfría el aire. La razón es que la corriente de aire, hace que el sudor que hay en tu pie se evapore lo que enfría tu piel.

  14. Gravatar Justin | 24/05/2011 at 08:31 | Permalink

    Curioso lo de la sopa. Hay algo que creo que no esta muy claro, o al menos completo, cuando hablas de la conveccion forzada al parecer solo piensas en el efecto de que mas aire se este llevando cargas de calor de la sopa y no el hecho de que el aire coja mas calor cuanto mayor es la diferencia de temperaturas, vamos que segun se va calentando el aire sobre la sopa se reduce la transferencia de calor. Vamos, como hablas de la conduccion forzada a continuacion, el hecho del aumento de presion lo dejamos aparte creo que este es el unico efecto de hecho, por que que las particulas de aire se vayan moviendo mas rapidamente no aumenta la superficie de transferencia de calor sin considerar el cambio de presion, asi que enfriariamos mas precisamente por que la transferencia de calor se haria a particulas mas frescas al reciclarlas mas rapidamente.

  15. Gravatar Alb. | 25/05/2011 at 06:23 | Permalink

    @Justin Tienes razón, creo que la explicación de J es confusa e incorrecta. Saber como se enfría un plato de sopa, es tan sumamente complejo que solo podemos realizar aproximaciones muy simplificadas.

    Son muchos y muy complejos los fenomenos de tranferencia de calor que intervienen. La energia calorifica debe hacer un recorrido desde el interior de la sopa, hasta disiparse en el ambiente.

    Se puede dividir en dos: *Interior de la sopa -> superficie sopa (Fase liquida) *Superficie sopa -> ambiente(fase gaseosa)

    En cada una de las fases tiene lugar dos fenomenos de trasferencia de calor: Conduccion y conveccion. Los dos fenómenos tienen lugar a lo largo de las dos fases. Pero en una zonas de tienen mas importancia algunos fenomenos que en otras. Aqui se suelehacer la primera gran simplificación. Se considera que hay una zona cercana a la superficie(o interfase) en la que solo tiene lugar la conducción, mientras que en las zonas alejadas de la interfase solo tiene lugar la convección. Se llama “Capa limite” a la superficie imaginaria que separa los dos fenómenos.

    Por lo tanto, el camino que debe recorrer la energia es:

    1) Interior sopa-> capa limite sopa (Convención) 2) Capa limite sopa-> superficie(conducción) 3) superficie-> capa limite aire( conduccion) 4) capa limite aire-> ambiente(convección)

    A pesar de las simplificaciones, este sistema sigue siendo muy complejo. ya que intervienen 4 fenomenos en serie.

    Afortunadamente, en la mayor parte de los casos se puede simplificar mucho el sistema considerando unicamente uno de los fenómenos… el mas limitante, el cuello de “botella” de estos procesos. En el caso de la sopa es la conducción en la capa limite de la fase gaseosa. El transporte de en la fase liquida es mucho mas rapido, ya que los liquidos son mucho mas densos. Por eso generalemente solo se tiene en cuenta este fenomeno.

    Al soplar reducimos el grosor de la capa limite del aire, con lo que aumenta la transferencia de calor y la sopa se enfría antes. Es con mucho la principal razon por la que soplando la sopa se enfria antes. Su efecto sobre la conveccion es practicamente irrelevante.

    No es una “conduccion forzada”, no es que aumente la densidad del aire, sino porque se reduce el espesor de la capa de aire en la que el calor se transmite por conducción.

    La cosa es mucho mas compleja de lo que he contado.. ya que ademas de los flujos de energia, hay que tener en cuenta flujos de materia. Buena parte del enfriamiento se produce por evaporación del agua de la sopa, por lo que ademas hay que tener en cuenta la difusion de agua por la capa limite.

    Ademas hay tener en cuenta la transferencia de calor por radiacción.

    El asunto lo podemos complicar todo lo que queramos, La sopa no es un liquido homogeneo ni es un fluido newtoniano. Habría que tener en cuenta la reologia.(No se enfría igual una sopa de pan que una de fideos, o un puré de patata.

    Solo se ha considerado el flujo de calor en una única dimensión, suponiendo que el plato de sopa es infinito… pero si es un plato finito, hay que tener en cuenta el transporte en 2 dimensiones(si el plato es redondo y se puede aplicar la simetría)

  16. Gravatar Macluskey | 25/05/2011 at 08:23 | Permalink

    @Alb: Eeeerr… Me pregunto…

    ¿Qué estás esperando para escribir un artículo o dos (o treinta!) con toda la física extraña que conoces? ;)

    Me has dejado planchao, yo que creía haber entendido lo de la sopita… :)

    Saludos

  17. Gravatar J | 25/05/2011 at 08:33 | Permalink

    Alb: además de unirme a Macluskey en la petición, te recuerdo que el artículo no es cómo se enfría una sopa, sino cómo el mismo soplido enviado de determinada manera sirve para calentar, pero enviado de otra determinada manera sirve para enfriar.

    Sobre lo confuso… pues no puedo decir más que lo siento, y que intentaré hacerlo mejor en el futuro.

  18. Gravatar Alb. | 03/06/2011 at 03:51 | Permalink

    @macluskey @J, he decidido aceptar el reto y escribir un articulo

  19. Gravatar Macluskey | 03/06/2011 at 04:42 | Permalink

    @Alb: Estupenda noticia!!

    Aquí estamos, dispuestos a desasnarnos de lo lindo!!

    Supongo que no te será muy difícil entrar a El Cedazo y crear una entrada (si yo lo he conseguido, es que muy difícil no es). Si tienes dudas, pregunta.

  20. Gravatar j.a.a | 20/01/2012 at 04:18 | Permalink

    felicitaciones por el articulo, y espero q sigas escribiendo muchos mas artículos. Decirle a @alb. mucho sabe pero poco en tiende. ordena tus ideas.

  21. Gravatar joaquin | 12/11/2012 at 10:36 | Permalink

    un artículo muy interesante, que nos muestra como no es necesario saber física para poder utilizarla a nuestro favor (todo el mundo sopla y casi nadie conoce estos efectos) pero sin entrar en profundidades termodinámicas y de física de fluidos, hay otro efecto que también ayuda a enfriar la sopa, y que podríamos llamar convección forzada de la sopa, que consiste en que al soplar sobre la sopa también removemos la sopa del plato y facilitamos que la sopa más caliente fluya hacia la superficie facilitando así el intercambio de calor.

  22. Gravatar Venger | 07/01/2015 at 09:54 | Permalink

    Una gran duda que he tenido yo hace lustros: mi profesor del colegio, una vez nos dijo a todos que un café tarda más en enfriarse si le echas azúcar que si no. Porque según decía, el café tenía que invertir un tiempo en calentar el azúcar y después seguiría enfriándolo.

    Yo nunca he creído eso.

    ¿Alguien se pronuncia?

  23. Gravatar Mmonchi | 07/01/2015 at 10:05 | Permalink

    Creo que es al revés, si echas azúcar fría a café caliente obtienes café azucarado a una temperatura inferior aunque próxima a la del café. Durante el tiempo que tardan en igualarse las temperaturas la mezcla se sigue enfriando, así que se llega a la temperatura final antes.

    Y eso sin tener en cuenta que mover el café para disolver el azúcar provoca un enfriamiento más rápido que si estuviera en reposo.

  24. Gravatar Venger | 08/01/2015 at 11:46 | Permalink

    Gracias Mmonchi. Es también lo que pienso yo. Pero a lo mejor hay “física extraña” en esa situación…

  25. Gravatar Mmonchi | 08/01/2015 at 04:19 | Permalink

    He mirado la entalpía de disolución de la sacarosa y la alfa-glucosa en agua (en café no las he encontrado ;-) ) y ambas son positivas; es decir, disolver azúcar en agua es una reacción endotérmica, luego si echamos azúcar al agua en un termo aislado la temperatura bajará. Supongo que en café debe ser lo mismo, porque lo que está disolviendo el azúcar y el café es agua.

    Lo he mirado por salvarle la cara a tu profesor, si la disolución hubiera sido exotérmica podría haber tenido razón, aunque no por el motivo que dices. Pero nada.

  26. Gravatar Sergio B | 09/01/2015 at 12:24 | Permalink

    Pues a mi me parece extrana la justificacion de invertir tiempo en calenter, pero que tarde mas en enfriarse, puede ser. Supongo que al anadirle azucar el agua se volvera mas viscosa y la convenccion sera peor. Si para simplificar asumimos que la taza no transmite calor, solo el cafe en contacto con el aire se esta enfriando, y tienen que ir renovandose para que el cafe se siga enfriando, asi que cuanto mas viscoso el cafe, mas tardara en enfriarse.

    Por otro lado, si tenemos el cafe en reposo y le anadimos azucar, sin ponernos a menearlo, el azucar se ira al fondo y mientras se disuelve, tendremos cafe mas denso, aunque mas caliente y cafe menos denso aunque mas frio arriba, por lo que la conveccion por diferencia de presiones se vera entorpecida, claro que se generara circulacion por diferencia de solucion, pero no se si compensara.

    Aunque ahora que lo pienso, mientras se calienta el azucar en el fondo, pasamos a tener dos focos frios, uno arriba y otro abajo, asi que la conveccion se hace mas complicada. Asumiendo que no meneamos el cafe y que las paredes no tranfieren calor, el enfriamiento del cafe depende de la temperatura que tenga el cafe que esta arriba del todo, este se renueva por conveccion y hace que el cafe mas frio de abajo vaya subiendo arriba por diferencias de presiones, pero si en el fondo de la taza tenemos azucar frio, el cafe que subira arriba ya no sera el del fondo, y durante un rato no sera tan caliente, por lo que el enfriamiento se relantizara. Podriamos decir que el calor que dejamos de expulsar por arriba lo estamos pasando al azucar, pero el azucar va a acabar hechando su calor tambien, mas tarde, asi que si, ahora me parece que tu profesor tenia bastante razon.

  27. Gravatar Sergio B | 09/01/2015 at 12:45 | Permalink

    Y estrictamente, creo que es indiferente si el azucar llega abajo o no, si en lugar de azucar le echamos algo que tarde mucho en perder calor como, por ejemplo, una taza de café mas pequeña, la mezcla se enfriará, pero tendrá que perder el mismo numero de calorias para enfriarse (digamos que enfriarse es llegar a unos agradables 20 grados (o la temperatura que quiera que es agradable)). Si pasamos de 80 grados a 60 grados por que le hemos añadido algo, el intercambio de calor se hara mas lento en la zona de contacto cafe agua, pero casi el mismo calor se debera perder para alcanzar los 20 grados. Ademas, la taza de cafe pequena estara mas cercano a la temperatura ambiente que el cafe, probablemente este a la temparutara ambiente, así que todo el calor que coja del cafe, lo habra perdido cuando se enfrie. Por ser extremos, si lo que anadimos al cafe tiene muchisimo calor especifico, esta a 20 grados y se queda en el fondo, al tirarlo al cafe, este puede pasar mas o menos rapidamente de 80 a 20 grados y un poco mas, la trasnferencia de calor hacia el exteriro ahora sera ridicula, y tardara una eternidad en llegar a los 20 grados (temperatura ambiente 19,9 grados).

  28. Gravatar Venger | 10/01/2015 at 02:27 | Permalink

    Muchísimas gracias por vuestras respuestas. Yo opino igual que vosotros.

    Y hablando de todo un poco, siempre en este contexto extraño-físico, os contaré lo que me pasó ayer: fui a que me quitaran una escayola que tenía en un pie. Y la enfermera sacó una especie de sierra eléctrica y empezó a romper la escayola. Cuando me vio con cara de susto, me dijo que no me preocupara que no cortaba.

    E hicimos la prueba, efectivamente, me la puse en la mano y solo sentía un cosquilleo, como una vibración. Y sin embargo la escayola la rompía con buenas ganas.

    ¿Cómo se explica eso? La enfermera me dijo que funcionaba por vibraciones. Es decir, vibrando, era capaz de romper la escayola, pero la piel no. Me dijo que para trepanaciones se usaba algo parecido. Rompen la pared del cráneo, pero al cerebro no le pasa nada.

    ¿No os parece curioso?¿cómo funciona realmente?

  29. Gravatar Roger Balsach | 10/01/2015 at 03:44 | Permalink

    Pues Venger, no tengo ni idea y me parece muy curioso, pero por lo que dijo tu enfermera de vibraciones, ¿podría tener algo que ver con el período de resonancia?

    Roger ;)

  30. Gravatar Bzcenci | 02/01/2016 at 02:58 | Permalink

    Es interesante comprobar que hay gente inteligente que aprovecha un hecho banal tal como soplar la sopa o si está más o menos caliente en el borde para desarrollar e informar sobre fenómenos de la física de manera sencilla y amena, y otros inteligentes que lo comentan y enriquecen. Las abuelas no sabían de Joules pero tenían razón: hay que empezar a tomar la sopa por el borde. Como abuela, a veces me equivoco y revuelvo lo del medio. Saludos.

  31. Gravatar Bzcenci | 02/01/2016 at 03:04 | Permalink

    A Mmonchi: Muy ilustrativo lo del azúcar. Tengo una amiga brasileña que toma su café (antes de dormir!) en una tacita de porcelana, mientras su mamá lo hace en una tacita de porcelana metida adentro de un soporte de metal con su manijita ídem. Ellas decían que la primera no usaba el soporte de metal porque su café estaba más caliente debido a que lo tomaba amargo. Yo nunca les creí porque me preguntaba en cuánto está más caliente como para no soportar el metal, veo ahora que realmente hay una explicación. Yo le pongo azúcar al café pero igual tengo que esperar un ratito para que se enfríe al nivel de mis mucosas.

  32. Gravatar Van | 29/09/2017 at 10:38 | Permalink

    Fascinante la ciencia de la vida diaria!

  33. Gravatar manuel navarro | 24/05/2020 at 07:06 | Permalink

    Al expandirse el aire se enfría, pero al comprimirlo previamente se calienta. Al final estamos como al principio, ¿no?

  34. Gravatar SERGIO DAVID PEREZ | 10/06/2020 at 06:29 | Permalink

    Pregunta… tengo un recipiente de agua que esta a 15 grados la temperatura ambiente esta a 10 grados… y quiero llevar el agua del recipiente a 30 grados… es posible si… conecto una pistola de calor a una manguera, la cual esta la sumerjo en el recipiente y le hago pequeños orificios a la manguera para que el aire caliente salga por estos orificios y se disipen en todo el recipiente de agua… mi consulta es? si sopla aire caliente de 30 grados el agua del recipiente se calentara y llegara a los 30 grados?

  35. Gravatar jreguart | 11/06/2020 at 09:27 | Permalink

    Hola Sergio,

    me atrevo a contestar yo mismo, editor de El Cedazo. Con el proceso que explicas el agua elevará su temperatura recorriendo una curva asintótica hacia los 30ºC ¿cual será la velocidad de aproximación? Dependerá de la masa de agua a calentar, del flujo de aire caliente y de las condiciones ambientales en donde se encuentre el recipiente con el agua.

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