Secundaria ¿Qué ocurre si empiezo a calentar una sartén con un objeto de acero encima, se mueve?

[Ventura]

Hola. Lo siento, dejé hace mucho tiempo la escuela.... Cómo afecta la temperatura? Teniendo en cuenta que la sartén es lisa y totalmente plana, ¿Qué ocurre si el objeto es una bola de acero, como influye su peso, su densidad y su forma, y la conductividad del material con el que está hecho?
Muchas gracias.

[delmar7]

Hola Ventura

Bienvenido al foro

El acero es buen conductor del calor, entonces y de todas maneras hay una superficie pequeña de contacto entre la bola de acero y la sartén en consecuencia hay flujo de calor por conducción de la sartén a la bola y también flujo de calor por convección del aire que circunda a la sartén y a la bola, a mayor masa se necesitará mas tiempo para elevarse cada grado la temperatura. El calentamiento será más rápido cuanto mayor sea la superficie de contacto y mayor la conductividad del material.

Saludos

[Richard R Richard]

Hola. Lo siento, dejé hace mucho tiempo la escuela.... Cómo afecta la temperatura? Teniendo en cuenta que la sartén es lisa y totalmente plana, ¿Qué ocurre si el objeto es una bola de acero, como influye su peso, su densidad y su forma, y la conductividad del material con el que está hecho?
Muchas gracias.

Hola , me quede pensando porque dices que se mueve el objeto en el título...

Por comentar algo más ,hilando muy fino, la misma bola a mayor temperatura pesa más que a menor temperatura.

La densidad disminuye con la temperatura si tiene un coeficiente de dilatación lineal positivo.

Si la temperatura que alcanza no se aproxima a la temperatura de fusión entonces la forma se conserva, se irá deformando cuando se aproxime a ese límite por efecto de la gravedad y la caida del límite de la resistencia a la fluencia.

Si el material es buen conductor , rápidamente toma la misma temperatura en todo su volumen, por conducción es muy difícil que logres un gradiente de temperaturas importante en esferas pequeñas.

Pero si el ambiente influye ralentizando o quitando calor por encima y en esferas no muy pequeñas creo que puedes expandir por dilatación la base, haciendo que el centro de masas de la esfera se eleve de la posición de equilibrio, la esfera ya no será una esfera perfecta sino que se deforma y cualquier desequilibrio sobre una superficie plana podrá inducirla a rotar 180° debido a la gravedad, tratando que el centro de masas quede lo mas bajo posible, exponiendo su parte mas densa hacia abajo, es decir poniéndo la parte mas fría en contacto con la superficie conductora. Será un ciclo que se repita hasta que se deforme por el peso cerca del punto de fusión...

Esto tiene cierta lógica pero no lo he visto en la práctica, no le encuentro una utilidad específica, es decir un material esférico pulido(baja fricción), cuyo coeficiente de dilatación sea elevado y su coeficiente conducción térmica sea relativamente bajo presentará mejor esta característica rara, no se si hay algún material específico que cumpla ambas cosas a la vez.

Es de hacer notar que aumentar la temperatura en ciertos materiales hace cambiar su estructura interna, relajando o liberando tensiones internas adquiridas en trabajos en frio, laminado o forja que pueden promover ciertos movimientos caóticos o aleatorios, conservándose la posición de su centro de masa, creería que hay que tener un ojo muy pero muy entrenado para notar tales cambios en objetos pequeños.

No se si realmente por allí deseabas llevar el hilo, ya que hablas de sartén como objeto experimental rudimentario plano y no un horno industrial que seguramente no funciona por conducción por contacto, sino por radiación, inducción y creación de corrientes de Foucault , conducción eléctrica o convección.


Saludos

[Ventura]

¡Cuántas cosas muy interesantes has escrito para mi falta de formación, muchas gracias!
Mi interés es sobre todo si la bola de acero se movería sobre esa superficie plana, solo por el efecto del incremento de temperatura. No tanto si cambiaría su forma. Entiendo que si podría girar sobre sí misma.

[Abdulai]

Creo la bola se movería en la sarten pero no por deformaciones/loquesea en la bola sino por deformación de la sarten, que al estar calentada en el centro, dilataria y se curvaria.

[Richard R Richard]

Si , claro es algo que se me pasó de pensar, también, la superficie lisa, no va a quedar plana si es atacada de manera distribuida irregular al calentarla.

[Richard R Richard]

Entiendo que si podría girar sobre sí misma.

, Entiendo que quieres decir que rota sobre alguno de sus ejes, pero sin desplazarse por la sartén, eso si lo veo improbable, no digo imposible, solo que no se que fenómeno tiene que ocurrir como causa para que así suceda ese efecto.
El fenómeno de la conducción no tiene efectos rotacionales, así que no veo como una cosa pueda desencadenar la otra. El aumento de la vibración de las moléculas del material ,es decir el aumento de la temperatura , es un fenómeno aleatorio (sigue la ecuación de laplace, y la moléculas aumentan su velocidad según la distribución de Boltzmann) , es bastante desorganizado pero con un gradiente marcado, no hay componente de alguna fuerza que lleve a rotar, mas allá de lo que he puntualizado.

[Ventura]

Un pieza que sea buena conductora del calor, plana (similar en la forma a una moneda), sobre una superficie plana, a alta temperatura; con líquidos que minimicen la fricción, como aceite o agua, En ese escenario ¿esa pieza apoyada sobre la superficie de la sartén se movería aleatoriamente?
Gracias a todos por vuestras aportaciones.

[Richard R Richard]

Hola, si ahora introduces un liquido, el movimiento se deberá, no a la vibración molecular, sino a la fuerza del vapor producido en burbujas entre la moneda y la sarten, la trayectoria será aleatoria, o seguirá los valles de las deformaciones del plano de la sarten. Esto seguirá hasta que se evapore todo el líquido.