temperatura

Una de los consejos más comunes a la hora de llenar nuestro depósito de carburante es evitar repostar cuando hace calor (por ejemplo, en pleno día), debido a que la dilatación de la gasolina hace que la misma cantidad de carburante ocupe más espacio. Y es que en la gasolinera nos cobran por volumen, no por peso.

Que las cosas ocupan más volumen cuando se calientan es un hecho conocido por todos, creo. Yo ya lo he explicado en otras ocasiones, así que no repetiré la explicación hoy (si alguien quiere ver la explicación, que vea por ejemplo La temperatura del motor). Pero, ¿cuánto se dilata la gasolina? ¿que ahorro comporta repostar con frío?

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Cuando aparcamos el coche en la calle, hay dos cosas que nos pueden dar miedo. Uno, que cuando volvamos a buscarlo no esté. Pero no es lo más terrible. Lo peor que puede pasar es que esté en su sitio, pero la sombra que lo cobijaba haya desaparecido.

Subir a un vehículo que ha pasado unas horas al sol puede ser de lo más desagradable. Yo solía negarme a subir hasta que el conductor entrara, pusiera el contacto y bajara las ventanas. Por desgracia, ahora soy yo el conductor.

También en marcha, sin una ventilación o refrigeración adecuada, el habitáculo de nuestro transporte se convierte en un auténtico horno bajo el sol, donde nos cocemos en nuestra salsa (el pestilente sudor). Como decíamos el último día, no sólo nos hace estar incómodos, sino que también afecta negativamente a nuestra capacidad de conducir. Pero, ¿por qué se calienta tan fácilmente?

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¡Qué calor! Una de las exclamaciones más frecuentes en esta época del año. Por lo menos, para los que me leéis desde el hemisferio norte. Y es que como cada año, el Lorenzo se esfuerza al máximo para dejarnos bien chamuscados.

Pero no es sólo una cuestión de comodidad, las temperaturas elevadas merman nuestras capacidades, afectando negativamente a la conducción. Por ejemplo, se considera que a unos 35ºC sufrimos una reducción de reflejos equivalente a 0,5g/L de alcohol en sangre.

Nuestro cuerpo está diseñado para funcionar a una temperatura concreta. A temperaturas demasiado altas, las proteínas se deforman y rompen (ésta es una de las cosas que ocurre cuando cocinamos algo), el metabolismo se acelera y desequilibra, entre otros efectos desagradables. Por lo tanto, si la temperatura ambiental es demasiado alta, nuestro cuerpo se ve obligado a activar mecanismos para expulsar de su interior el calor.

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Anteayer nos preocupábamos de los daños que puede sufrir nuestro coche cuando la temperatura baja por debajo del punto de fusión del agua. Hoy hablaremos del extremo opuesto.

Llegar al punto de ebullición del agua de forma natural es bastante poco probable. De todas formas, si la temperatura ambiental llegara a ser de 100ºC, el coche sería nuestro problema más leve.

Los problemas, por lo tanto, pueden provenir del calor generador por el propio vehículo. Sin lugar a dudas el sistema de refrigeración es el más expuesto a este peligro, ya que su finalidad es precisamente llevarse el calor del motor a otra parte donde no pueda dañar las piezas.

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Hace ya unos meses, cuando hablaba de la Temperatura del motor (1 y 2) prometía dedicar un día a hablar de las propiedades excepcionales que tiene el agua. Como yo cumplo mis promesas (y últimamente he recibido presiones amables peticiones internas para tratar el tema), hoy abordaré el tema, y por supuesto de sus consecuencias para nuestros vehículos.

Todas las substancias se pueden presentar en diferentes estados de agregación, o fases. A grandes rasgos, podemos diferenciar dos fases: sólido y fluido. En algunas condiciones (no siempre), la fase fluida se puede dividir en dos: líquido y gas.

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Lo hemos visto todos. En ocasiones de mucho calor, en la lejanía vemos lo que parecen charcos de agua, donde incluso se pueden llegar a reflejar otros coches, edificios u otros objetos. Pero cuando nos acercamos, desaparecen. Es un efecto óptico llamado espejismo.

De hecho, estamos tan acostumbrados a los espejismos que a menudo no somos conscientes de por qué ocurren, ni de sus posibles implicaciones en la seguridad vial. Me propongo tratar ambos temas en este artículo, empecemos repasando unos conceptos de óptica.

La luz es un tipo de onda electromagnética. Cuando se emite, se propaga en todas direcciones. Es esa imagen que tenemos todos de ondas circulares concéntricas – esféricas, en realidad – partiendo de una antena de radio (las ondas de radio también son electromagnéticas). Estas esferas reciben el nombre de frentes de onda.

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En el artículo anterior repasamos el concepto de temperatura y la necesidad de que se mantenga en unos márgenes de seguridad concretos dentro de nuestro motor. En la práctica totalidad de los vehículos comerciales ésto se consigue mediante un sistema de refrigeración formado por un circuito cerrado de agua. En este artículo veremos que la Física no nos lo pone nada fácil en este caso.

Como dijimos en la anterior entrega, el funcionamiento del motor genera grandes cantidades de energía térmica en las piezas del motor que debe ser transportada a otro lugar donde no sea tan dañina. La primera idea sería utilizar el modelo de vertedero, es decir, tenemos algo que nos molesta en un sitio y lo almacenamos en otro lugar donde no nos moleste, aunque se acumule una gran cantidad. Aunque el modelo de vertedero funciona relativamente bien para el tratamiento de residuos (no tan bien como el reciclaje), en el caso de la energía térmica no es factible. Veamos por qué.

El segundo principio de la termodinámica nos dice, entre otras muchas cosas, que si tenemos dos objetos con diferentes temperaturas, se establecerá un flujo de energía térmica que irá del objeto caliente al frío. Este intercambio de energías, que llamamos calor, tenderá a disminuir la temperatura del objeto más caliente, y a aumentar la del frío. Este proceso sólo terminará en el momento en que ambos objetos estén a la misma temperatura, es decir, en equilibrio térmico. Por este motivo es tan costoso tener regiones donde subsistan temperaturas muy diferentes de la ambiental (hornos y neveras, por ejemplo, son los electrodomésticos de mayor consumo eléctrico).

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Que el capó está caliente al aparcar un coche no es ningún secreto, todos los hemos podido comprobar. De hecho, más de uno habrá tenido problemas por que el motor “se le calienta” demasiado. En este y el próximo artículo abordaremos el tema de la temperatura y el calor en el motor de combustión interna, desde un punto de vista físico.

Aunque el concepto de temperatura se maneja de forma cotidiana, a menudo no somos capaces de su significado real. La temperatura a la que se encuentra un material es un reflejo del movimiento de las partículas que lo forman. Es decir, cuanto mayor es la temperatura de un trozo de hierro, más se mueven los átomos que lo forman.

Si estamos hablando de un objeto sólido, los átomos que lo forman deben permanecer aproximadamente en el mismo sitio para que el objeto mantenga su consistencia. No obstante, los átomos oscilan un poco al rededor de este punto de equilibrio. Dicha oscilación aumenta al incrementar la temperatura.

Este movimiento afecta mucho a las propiedades de los materiales. Lo más evidente es la dilatación térmica: como los átomos se mueven más, tienden a ocupar más espacio. En un caso extremo, si el movimiento de las partículas aumenta de tal forma que llega a escapar del sitio fijo donde estaba, haciendo que el objeto pierda su forma original: se funde.

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