referência: http://www.engineeringtoolbox.com/conductive-heat-transfer-d_428.html
Vamos dar uma olhada na equação de transferência de calor. Olhando para isso, podemos ver as maneiras de obter uma transferência de calor mais eficiente
q / A = k dT / s
q / A = heat transfer per unit area (W/m2)
k = thermal conductivity (W/mK)
dT = temperature difference (oC)
s = wall thickness (m)
- use um material com uma constante de alta condutividade térmica (como cobre)
- material mais fino (!)
- manter uma diferença maior de temperatura
A maneira como esses descongeladores funcionam agora deve ser fácil de entender. (1) São feitos de um material com uma constante de condutividade térmica muito alta, como o cobre. Quanto maior a condutividade térmica de um material, mais rápido ele pode equalizar sua temperatura com a do material circundante.
Coisas que se tocam querem ter a mesma temperatura. Quando você coloca um cubo de gelo em uma folha de cobre à temperatura ambiente, elas são temperaturas muito diferentes. Mas assim que tocam, querem ter a mesma temperatura, para que a transferência de calor comece. O calor "flui" do cobre para o gelo, aumentando a temperatura do gelo e derretendo-o. O calor também flui por todo o próprio cobre, o que significa que mesmo as partes do cobre que estão distantes do gelo estão perdendo calor.
Com a perda de calor do cobre, ele rapidamente perde o equilíbrio de temperatura com o ar circundante. Mas o ar e o cobre também querem ter a mesma temperatura e, portanto, o calor do ar "flui" para o cobre, aproximando-o da temperatura ambiente, o que, por sua vez, permite que o cobre aqueça um pouco mais o gelo ... .
A parte superior da placa de cobre é provavelmente plana, para aumentar a quantidade de área de superfície em contato com o gelo. A parte inferior da placa de cobre, no entanto, é provavelmente nervurada ou aletada, para aumentar a área da superfície com o ar circundante, mas sem (2) criar mais espessura!
Também podemos tratar (3) e aquecer eletricamente o cobre, acima da temperatura ambiente, mas corremos o risco de aquecer parte dos alimentos a essa temperatura também. A vantagem de usar um dissipador de calor passivo em cobre é que a temperatura nunca subirá acima da temperatura ambiente!