Преди почти три десетилетия двама преподаватели по химия в Политехническия университет в Мадрид разработиха математически модел за количествено определяне на охлаждащата способност на тази древна кана.

Тъй като светът е свят, каната има слава, която не заслужава. Тази пореста глинена кана, с изпъкнал корем, дръжка отгоре, уста и чучур, се занимава с поговорка от стотици години -"по-опростена от механизма на кана"- което го игнорира и презира с еднаква мярка. Но не. Тази елементарна инженерна магна е всичко друго, но не и обикновен артефакт. По-скоро това е първият пример за това, което бихме могли да наречем „хладилна научноизследователска и развойна дейност“.

каната

Той беше демонстриран преди почти 30 години от Габриел Пинто и Хосе Игнасио Зубизарета, двама преподаватели по химия в Политехническия университет в Мадрид (UPM), които разработиха математически модел, който да обясни как работи. Графичният резултат от този гениален експеримент продължава да очарова днес.

Беше лятото на 1990 г. По това време Пинто беше млад професор в Индустриалното училище на Политехническия университет в Мадрид (UPM). Един ден, преглеждайки някои тестове, той спря на едно изречение: „Обяснете защо водата се охлажда в кана“. "След като прочетох това, обмислях въпроса, разговарях с повече хора във факултета и, за моя изненада, не беше съвсем ясно. Имаше хора, които казваха, че каната охлажда водата и други, от друга страна, че не е. Това просто я държеше хладна. ".

Професорът е знаел, че в суха среда водата, съдържаща се в керамични съдове като кани, се охлажда благодарение на топлинния ефект, който се получава, когато се изпарява през порите си. "Начинът, по който работи, е известно отдавна. Това е същият физически процес, който се случва с изпотяването в тялото ни, който освен елиминирането на токсините служи за освежаване." Въпреки това той реши да отиде в Речника на Кралската академия на испанския език, в случай че има някакви съмнения. Но не. Определението за RAE беше кристално ясно: „Пореста глинена саксия, използвана за охлаждане на водата“.

Имаше обаче нещо, което никой досега не беше правил: измери количествено капацитета за охлаждане че този древен обект е имал. "С помощта на средствата, които имахме по това време, потърсих в научната литература статия, която количествено обясняваше колко се охлажда. Мислех, че някой щеше да я проучи, но не намерих нищо", спомня си той.

След това Пинто отиде на работа. Той купи кана, донесе я в лабораторията и започна да експериментира с нея, докато правеше докторската си дисертация. Напълни контейнера за вода, поставете термометър в устата му и го поставете в печка. Каната с 3,2 литра вода вътре беше подложена на постоянна температура от 39 градуса и среда с относителна влажност от 42%. От време на време учителят отиваше до печката, за да измери общата маса на кана и да оцени температурата на водата. По този начин той потвърди, че с условията, които е проектирал, водата охладени около 15 градуса след седем часа. От този момент водата започна да се нагрява поради количеството вода, което се беше изпарило.

Същността на въпроса

По време на провеждането на експеримента този химик разработи математически модел, за да обясни физическия процес. Той обаче се натъкна на проблем. "Доколкото ми е известно, не успях да оформя термодинамиката на експерименталните данни. Резултатите ми го казваха водата се охлаждаше за неопределено време и това е нещо, което не се случва в действителност".

Учителят беше взел предвид влажността на въздуха, температурата на повърхността на водата, площта на кана, обема на контейнера ... Но нещо постоянно не беше наред. Известно време по-късно друг професор по химия в UPM с по-големи познания по термодинамика, Хосе Игнасио Зубизарета, се интересува от експеримента. „Именно той откри същността на въпроса почти четири години по-късно. Не бях взел предвид температурата на мократа крушка, термодинамичен параметър, който отбелязва максимума, който течността може да се охлади чрез изпаряване ".

Резултатът от работата, извършена от Пинто и Зубизарета, са две сложни диференциални уравнения - едно от тях километър -, които се използват за изчисляване на охлаждащия капацитет на каната и между другото, за да се хвърли на земята "простотата" на механизма на известният глинен съд. "Математиката, необходима за решаване на тези уравнения, е доста напреднала и те се преподават в последните курсове по инженерство ", признава професорът.

Констатацията след съответните прегледи, е публикуван през 1995 г. в американското списание Chemical Engineering Education, единственият в света, посветен на преподаването на химическо инженерство. Авторите трябваше да се опитат да обяснят какво представлява каната в статията. Всъщност заглавието Древен метод за охлаждане на водата, обяснен с помощта на пренос на маса и топлина, е един вид приблизителен превод към непреводим обект. „Когато отидох в други страни, трябваше да обясня как да пия в кана, защото те не го знаят“, казва той.

Оттогава формулата на botijo ​​стана популярна в чужбина и се споменава в много произведения. През 2015 г., без да отиват много по-далеч, двама професори от университета във Валадолид, Андрес Мартинес де Азагра и Хорхе дел Рио публикуват научна статия, в която е подробно описана световната карта на потенциалните области на използване на кана. Пинто дойде да намери студенти във факултета с тениски, в които уравненията се появиха под добре известната поговорка.

Един от дизайните, които се продават с (непълната) формула на кана. Pampling.com

„За щастие, когато това излезе, нямаше интернет“, шегува се той от другия край на телефона. Професорът признава, че има и такива, които са взели темата на шега. За него обаче това беше първият набег в "наука и ежедневие", в които той обикновено се задълбочава и хубав пример, който показва, че науката - този път по сложен начин - може да обясни технология, толкова елементарна, колкото кана.