Artículos etiquetados como Termodinamica y Seguridad Vial

Cómo funciona el aire acondicionado de mi coche (y 2): el mecanismo

Cómo funciona el aire acondicionado de mi coche

En la primera parte de “Cómo funciona el aire acondicionado de mi coche” vimos someramente los Principios Físicos que gobiernan la trasferencia de de calor en un aire acondicionado. Nos dimos cuenta de que el cometido principal del acondicionador es hacer que el flujo de calor tenga el sentido contrario del natural, y para que eso pase tenemos que gastar un montón de energía en forma de trabajo.

Como os prometí, hoy vamos a tratar más de cerca el mecanismo Físico que el aire acondicionado utiliza para bufar aire frío a nuestra nariz. Si hay algo que todos sabemos sobre cómo funciona el aire acondicionado de un coche es que, cuando se estropea, el mecánico nos pide por lo menos media docena de billetes rojos para recargar el refrigerante. De ello sacamos la conclusión de que esa cantidad de gas que metemos en el sistema es lo más importante. Pero, exactamente, ¿qué es lo que hace el refrigerante?

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Cómo funciona el aire acondicionado de mi coche (1): teoría general

A/C denoche

Los señores del tiempo (climático, no el doctor Who) no han sido muy generosos conmigo, ya que al poner en la planificación mensual que hoy iba a hablar de los principios físicos que explican cómo funciona el aire acondicionado de los coches no contaba que a mitades de setiembre haría un día tan lluvioso y frio. Por lo menos donde yo vivo. Bueno, espero que recordéis un poco este artículo cuando Apolo tenga a bien volver acercar el astro rey al cenit del cielo.

En definitiva, en este artículo intentaremos repasar los principios físicos que utiliza el aire acondicionado de nuestro coche para acondicionar el ambiente, con lo cual no sólo consigue mitigar la canícula, sino que también aumenta el confort y disminuye la fatiga, por lo que el aire acondicionado se puede considerar un sistema de seguridad activa en toda regla. Hoy hablaremos de la teoría general, mientras que dentro de siete días explicaremos más en detalle el mecanismo concreto.

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Pisa el freno (6): Energía, fading y por qué los discos son mejores

Freno de disco

Llevamos ya un montón de días charlando sobre los frenos, y hasta el momento siempre hemos de fuerzas de fricción, fuerzas de frenado, etc. Pero como ya os he explicado alguna vez, en Física, todo lo que se puede explicar en términos de fuerzas, también se puede explicar usando la energía.

Por decirlo de alguna manera, «fuerzas» y «energías» son dos lenguajes diferentes. Siempre podemos traducir de uno a otro; ambos lenguajes, por si sólos, son capaces de explicar todos los fenómenos mecánicos. Pero a veces, como en los idiomas humanos, uno de ellos tiene la palabra justa para describir algo, lo que hace que sea más adecuado para explicar un fenómeno concreto.

Es decir, a veces es más fácil hablar de fuerzas. Otras veces es mejor en términos de energías. Para aprovecharnos de ello, muchas veces los físicos mezclamos ambos lenguajes, hacemos una especie de spanglish. Lo hacemos porque traducir entre ambos lenguajes es muy sencillo: una fuerza, que provoca un cambio en el valor de la velocidad, no es más que energía transmitiéndose de un cuerpo a otro.

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Cocidos en nuestra salsa

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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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La temperatura del motor (y 2)

El radiador es uno de los elementos fundamentales para mantener la temperatura del motor en los niveles de diseño

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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