El aire frío cae y el aire caliente sube. ¿Por qué? ¡Conversar!
Muchos de nosotros experimentamos los efectos del aire frío que cae y el aire caliente que sube de manera regular. Está sucediendo todo el tiempo en el aire por encima y alrededor de nosotros y es uno de los componentes de nuestros sistemas meteorológicos. Puede notar que cuando no hay calefacción o aire acondicionado funcionando en su casa, las habitaciones de arriba son un poco más cálidas que las de abajo. Otro ejemplo es el globo aerostático que funciona precisamente con este principio. Al calentar el aire dentro del globo, la nave será más liviana que el aire circundante y se elevará. Esto es en realidad el resultado del aire frío que brota hacia abajo alrededor del globo al mismo tiempo que asciende.
Entonces, ¿por qué cae el aire frío? Eso es simple: es más pesado que el aire caliente. ¿Y por qué es más pesado? Eso es un poco menos simple, pero solo un poco. Como con cualquier gas, el aire (un término genérico para la mezcla de gases en nuestra atmósfera), contiene moléculas que se mueven (o agitan). Este movimiento (o agitación) es mayor a medida que aumenta la temperatura. Las moléculas se mueven en órbitas cada vez mayores, ocupando más espacio. Esto hace que la masa de aire se expanda. Aunque la masa total de un trozo de aire no ha cambiado, la masa está más dispersa y, por lo tanto, cualquier área cúbica dada será más ligera. Se encuentra una analogía con las palomitas de maíz. Media libra de palomitas antes ser reventado puede caber en una taza. Después de reventar, el mismo maíz llenaría una cacerola grande. Su peso total será más o menos la misma media libra que siempre fue, pero si llenaste la taza original con las palomitas de maíz, pesaría menos que las palomitas sin palomitas, ya que el resto ya no cabría en la taza. . La expansión del aire caliente es similar. Una taza de aire frío pesaría más que una taza de aire caliente.
Como estamos jugando el juego del porqué, continuemos. ¿Por qué las moléculas se mueven más cuando hace más calor? Absorben energía a través de ondas electromagnéticas que chocan contra las moléculas. En resumen, se trata de transferencia de energía por radiación. Así que tenemos una colección (digamos varios billones) de moléculas que están muy agitadas y otra colección que está mucho menos agitada. La colección agitada se extiende y, por lo tanto, es ligera. La colección que está menos agitada es más pesada. Lo más pesado cae hacia abajo, mientras que lo ligero sube.
Además de ser el proceso principal detrás de los globos aerostáticos, el movimiento del aire según su temperatura es un factor crítico con el clima. Los pronosticadores deben asegurarse de que estos movimientos se tengan en cuenta en sus sistemas de modelado para producir un pronóstico del tiempo decente. Aire acondicionado
los diseñadores y también deben tener en cuenta estos factores al igual que los arquitectos. Para preservar el valioso calor, se debe evitar que el aire caliente se escape por la parte superior de un edificio. Además de conservar el calor, el movimiento del aire más frío hacia abajo también debe tenerse en cuenta al diseñar refrigeradores y sistemas de refrigeración.
Si tienes unos minutos, prueba este experimento. En primer lugar, asegúrese de que no se haya puesto nada en su refrigerador durante al menos 2 horas. Luego, deje un termómetro dentro del refrigerador, asegurándose de que esté colocado en la parte inferior y luego cierre la puerta. Después de 10 minutos, abra la puerta e inmediatamente anote la lectura en el termómetro. Luego coloque el termómetro en el estante superior y cierre la puerta. Después de 10 minutos, tome la lectura tan pronto como abra la puerta. Notará una diferencia, tal vez de 1 a 2 grados. Esto puede no ser un gran problema para nosotros en casa la mayor parte del tiempo. Sin embargo, para las cocinas comerciales, esta diferencia puede ser crítica para garantizar que los alimentos se mantengan a una temperatura óptima. Los frigoríficos comerciales a menudo están equipados con un ventilador que iguala el aire más frío y el más cálido, anulando así la tendencia a que el aire frío baje y el aire más caliente suba.
Si toma grandes cámaras frigoríficas, las que contienen miles de cajas de stock, el movimiento del aire alrededor de la instalación es un factor extremadamente importante. Los ventiladores que soplan aire helado en la tienda siempre están situados cerca del techo, lo que permite que se difunda hacia abajo. Con el tiempo, por supuesto, será necesario sacar los productos del almacén frigorífico y trasladarlos a otro lugar, normalmente cargados en un camión. Si los productos congelados se cargan en un camión congelado, no hay problema. Sin embargo, ocasionalmente, solo se necesita una pequeña cantidad de productos congelados y el uso de un camión grande cuya temperatura se establece en una temperatura congelada sería un desperdicio si solo se enviaran unas pocas cajas. Aquí es donde entran en juego las cubiertas de tarimas aisladas o las cubiertas de jaulas antivuelco. Estos encierran el palet o la jaula antivuelco, protegiendo los productos congelados hasta por 8 horas dentro de un entorno ambiental (también protegen productos ambientales como productos de panadería y bananas en un entorno refrigerado o congelado). Cuando se utiliza una jaula antivuelco, la cubierta aislada de la jaula antivuelco funciona mejor cuando la jaula está llena de productos. Cuando está medio lleno entonces, lo has adivinado, el aire frío cae al fondo. Esto está bien al principio (suponiendo que los productos estén en la mitad inferior), pero después de un tiempo, el aire más cálido que ha subido a la parte superior comenzará a afectar la capa superior de productos. Aquí es donde se debe usar un divisor aislado de temperatura para hacer un sello y proteger
las mercancías en la jaula antivuelco medio llena.
¡Así que ahora sabes los porqués y los cómos del aire frío y cálido y ahora también sabes por qué tus pies se enfrían en invierno!
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