¿El helado es más frío que los cubitos de hielo?

Conceptos clave para entender

• El calor específico es la energía requerida para elevar la temperatura de la unidad de masa de una sustancia dada en una cantidad determinada. Esta temperatura cambia en un amplio rango de temperatura y en los cambios de fase del material.
• Laten Heat of Fusion es la energía extra requerida para que una cantidad específica de una sustancia cambie su estado de sólido a líquido o líquido a sólido a presión constante. aka cambio de fase> agua en hielo. Un kilogramo de agua a 32 ° F no solo se congelará a esa temperatura. Primero debe eliminar 334,000 Joules de energía antes de que se congele. Esto no baja la temperatura aunque continúe enfriándose al eliminar la energía, la temperatura se mantiene constante a 32 ° F hasta que se complete el cambio de fase.

Materiales en cuestión

Helado de chocolate típico

• Calor específico por encima de la congelación 3.11 kJ / (kg * K)
• Calor específico por debajo de la congelación 2,75 kJ / (kg * K)
• Calor latente de fusión 186 kJ / kg

Agua

• Calor específico por encima de la congelación 4.187 kJ / (kg * K)
• Calor específico por debajo de la congelación 2.108 kJ / (kg * K)
• Calor latente de fusión 334 kJ / kg

El hielo de agua es más frío en el sentido de que requiere mucho más calor para calentarlo y derretir el hielo.

Se necesita un 80% más de energía para derretir hielo que un helado y una vez fundido se necesita un 35% más de calor para elevar la temperatura del agua un grado frente al helado derretido.

Aunque una vez congelado, se necesita un 30% más de energía para bajar la temperatura del helado en un grado frente al hielo.

Ahora el escenario cambia a temperaturas de -230 ° C o -382 ° F. A esa baja temperatura, la cantidad de energía térmica necesaria para derretir el hielo o el helado de chocolate es igual. Por debajo de esta temperatura, el helado de chocolate requiere más energía para derretirse que el hielo.

Tenga en cuenta que los diferentes sabores de helados tienen resultados significativamente diferentes

Helado de fresa típico

• Calor específico por encima de la congelación 3.19 kJ / (kg * K)
• Calor específico por debajo de la congelación 2,74 kJ / (kg * K)
• Calor latente de fusión 200 kJ / kg
• Temperatura de equilibrio de la energía del hielo = -234 ° C / -389.2 ° F

Helado de Vainilla Típico

• Calor específico por encima de la congelación 3.22 kJ / (kg * K)
• Calor específico por debajo de la congelación 2,74 kJ / (kg * K)
• Calor latente de fusión 204 kJ / kg
• Temperatura de equilibrio de la energía del hielo = -234 ° C / -389.2 ° F

Dejaré que hagas el resto de las matemáticas en esos …