Cuántos grados calienta tu lata de cerveza la condensación de humedad en su superficie

En un día de verano, caluroso y húmedo, habrás observado que el líquido de tu lata de cerveza (o de refresco) se calienta al mismo tiempo que se cubre de una capa de humedad por condensación. Estimando el espesor de la capa de agua condensada en la superficie de la lata se puede estimar el incremento de temperatura del líquido. ¿Cuántos grados centígrados son debidos al calor latente de condensación? El cálculo (sin pérdidas) es sencillo. El área superficial de la lata es de unos 300 cm², por lo que la capa de condensación delgada, pongamos que con un espesor medio de unos 0,1 mm, contiene unos 3 gramos de agua. El calor latente de condensación del agua cerca de 0 ºC es de 600 cal/g, por lo que si todo el calor latente se transfiere a los 33 cl de líquido (supuesto que todo es agua), la temperatura sube en 3 * 600 / 333 ≈ 5,4 ºC. Por supuesto, este cálculo desprecia otros efectos y sobreestima el efecto de la condensación al no considerar ningún tipo de pérdidas. Un cálculo teórico detallado es más complicado. Lo más fácil es realizar el experimento en laboratorio bajo condiciones controladas. Y más fácil aún es que otros lo hagan por tí, como Dale R. Durran, Dargan M. W. Frierson, “Condensation, atmospheric motion, and cold beer,” Physics Today 66: 74-75, April 2013 [copia gratis]. Los detalles del experimento (realizado por estudiantes de grado) en Dale R. Durran, Dargan M. W. Frierson, “An experiment uses cold beverages to demonstrate the warming power of latent heat,” Physics Today, Supp. Info., March 28, 2013.

Dibujo20130329 12-fluid-oz water can - change in temperature after five minutes - initially near 0 C - ambient temperatures of 25 C -blue- and 35 C -red

Esta figura muestra el resultado de hacer un experimento para determinar la cantidad de calor latente que calienta el líquido. Se han utilizado latas de 350 cl rellenas de agua y enfriadas a 1º C (sumergidas en un baño con hielo, secadas y pesadas), que se han en un ambiente controlado a 25 ºC (curva azul) y 35 ºC (curva roja) para distintos valores de la humedad relativa, entre el 25% y el 90%. La figura muestra el cambio total de temperatura tras 5 minutos. Para estimar la cantidad de calor latente se ha pesado en una báscula la lata antes y después que se condensara en su superficie la humedad; el valor mostrado en la figura con círculos sin rellenar se obtiene multiplicando el peso del agua condensada por el calor latente del agua a la temperatura dada. Como se muestra la figura, sólo el 20% del calor latente se transfiere al líquido dentro de la lata y lo calienta. Por tanto, los 5,4 ºC que hemos calculado antes sobreestiman en un 80% la contribución del calor latente al calentamiento de la lata. Sólo del orden de 1 ºC es debido al calor latente de condensación.

Por cierto, este vídeo de youtube quizás resulte curioso a algunos lectores (aunque los estudiantes sobreactúan demasiado para mi gusto).

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