Factores que afectan el uso de energía:
* Temperatura de inicio: Para empezar, cuanto más cálido se necesite el agua, más energía se necesita para enfriarla hasta el punto de congelación (0 ° C o 32 ° F).
* Cantidad de agua: Obviamente, más agua requiere más energía para congelarse.
* Método de congelación: Los diferentes métodos de congelación (como un refrigerador frente a un congelador) tienen diferentes eficiencias energéticas.
Vamos a desglosarlo:
1. Enfriando el agua: La energía necesaria para enfriar el agua desde su temperatura de inicio hasta 0 ° C se calcula utilizando la capacidad de calor específica del agua.
2. congelando el agua: Una vez a 0 ° C, se requiere energía adicional para cambiar el estado del agua de líquido a sólido (hielo). Esta energía se llama el calor latente de la fusión.
Fórmula para calcular energía:
* Energía (q) =masa (m) × capacidad de calor específica (c) × cambio de temperatura (Δt) + masa (m) × calor latente de fusión (LF)
Esto es lo que significa cada variable:
* m: Masa de agua en gramos (g)
* c: Capacidad de calor específica del agua (4.184 J/g ° C)
* Δt: Cambio de temperatura de la temperatura de inicio a 0 ° C (° C)
* lf: Calor latente de fusión de agua (334 J/g)
Ejemplo:
Digamos que desea congelar 500 gramos de agua a partir de 20 ° C.
* Energía (Q) =500 g × 4.184 J/g ° C × (20 ° C - 0 ° C) + 500 g × 334 J/g
* Energy (Q) =41,840 J + 167,000 J
* Energy (Q) =208,840 J
Por lo tanto, tomaría aproximadamente 208,840 julios de energía para congelar 500 gramos de agua a partir de 20 ° C.
Nota importante: Este cálculo solo considera la energía necesaria para el proceso físico de congelación. No tiene en cuenta la eficiencia energética del congelador u otros factores como la pérdida de calor para el entorno circundante.
