¿Pensaste que podrías romperlo?
Anteriormente, presenté un acertijo sobre cómo evitar que su casa se convierta en un horno durante una ola de calor. El escenario es simple. La física, sin embargo, se vuelve un poco complicada. Aquí está la solución.
Imagina una habitación con una sola capa: cortinas. Cuando el sol cae, esa energía llega a la ventana. Las cortinas lo absorben. Se calientan. Finalmente, alcanzan un equilibrio. Irradian calor al mismo ritmo que lo absorben. La mitad de ese calor regresa por la ventana. La otra mitad se cuela en la habitación.
Entonces, una sola capa bloquea el 50% de la energía del sol. Bastante simple.
Ahora, agrega una segunda capa. Coloque persianas enrollables sobre el vidrio y cuelgue cortinas sobre ellas. Ahora tienes dos capas distintas de protección. ¿Cuánta energía solar entra realmente a la habitación esta vez?
Ignoramos el vidrio, el color del material y la forma de la habitación. Suponga materiales homogéneos y equilibrio térmico.
¿Cuál es el número?
33 por ciento.
Esa es la respuesta.
Desglosando las matemáticas
Veamos por qué el número cae tan dramáticamente.
Necesitamos rastrear el flujo de calor una vez que todo se calme. La cortina irradia energía tanto hacia adentro como hacia afuera. Llamemos a esa cantidad h.
Si la cortina irradia h en ambas direcciones, está emitiendo 2h en total. Esta energía proviene de los ciegos sentados justo detrás de él. Entonces, la persiana debe irradiar 2h hacia la cortina y 2h hacia la ventana.
Pero los ciegos no trabajan solos. También está recibiendo esa h que irradia la cortina.
Entonces, ¿cuál es el total de radiación ciega? Está irradiando 4h. Dos partes van hacia la cortina. Dos partes salen por la ventana. Pero sólo tres de esas partes (3h ) en realidad provienen del sol original. La cuarta parte es simplemente calor reciclado de la propia cortina.
Si el sol proporciona 3h, y solo h llega hasta la habitación, la matemática es sencilla.
h dividido por 3h equivale aproximadamente al 33 por ciento.
Dos capas funcionan mejor que una. No 50-50, como cabría esperar. 33.
¿La lección? Doble acristalamiento funciona el tratamiento de la ventana. No es magia. Es sólo termodinámica.
Gracias a Alan Williams-Key por armar el rompecabezas. Volveré en dos semanas con el próximo desafío.
