Preguntas frecuentes de los principios de física aplicados a un calentador solar

P: ¿Por qué se utiliza tubo de 1 pulgada en los cabezales?R: El motivo es principalmente económico, el costo de un tubo de 2″ o 2 1/2″ de cobre es significativamente más caro que el de 1″ y no creo que la diferencia de temperatura que se pueda lograr justifique el mayor costo.
No se debe utilizar uno menor ya que se dejaría muy poca separación a las paredes del tubo del cabezal.
P: ¿Que aborbe más calor: la placa pintada de negro o sin pintar?R: va a absorber más calor la lámina pintada de negro mate que si no está pintada, ya que refleja menos luz hacia fuera. No recomiendo que se pinte de negro brillante por el mismo motivo.
P: ¿Qué relación hay entre el calor especifico para un metal tanto en la absorción de calor como en la transmisión?R: la capacidad térmica se da en J/ºC y depende de cada material, y mientran mayor sea el calor específico del material más energía térmica requiere para incrementar la temperatura.si vemos la siguiente tabla de calores específicosSustancia C (cal/g ºc)Agua 1.00Hielo 0.55Vapor 0.50Aluminio 0.22vidrio 0.22Hierro 0.11
Si analizamos esta tabla vemos que la cantidad de calor para elevar 1 Kg. de agua es el doble al de un Kg. de vapor (en este caso se require saber que un Kg. de agua tiene la misma masa cuando se convierte en vapor o hielo) o necesitamos el 11% de calor para calentar un kilo de hierro o solo el 3.1% para el plomo.
Esto es distinto a la conductividad térmica, no tengo a la mano una tabla de conductividad térmica pero se que el alumnio es mejor coductor que el cobre y este que el hierro. sin embargo el aire y el agua tienen un comportamiento especial que requieren de un estudio distinto porque no son buenos transmisores del calor cuando están estáticos, pero si se ponen en movimiento lo transmiten, por eso es que se pone una caja invernadero (aire caliente) y se hace circular el agua para que tome el calor del tubo y este tome el calor del aire.
¿Porqué no se sale el agua por el jarro de aire en la versión1?R: Porque sigue el principio de vasos comunicantes. Si ves el diagrama puedes observar que todo el sistema es un gran sistema de vasos comunicantes y el nivel máximo corresponde al del tanque de alimentación (que se controla con un flotador o boya) y por ese motivo el jarro de aire debe llegar 20 cm arriba de este nivel.

Autor: Emilio Alvarez Peimbert
Publicado originalmente el: 2012-03-08 22:17:37

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