[franma]

Buenas a todos,

Hago esta pregunta desde la más profunda curiosidad. Hace ya años que curse Física 1 y nada de esto fue tratado allí (además los participantes de este foro que me ayudaron en mi periplo saben que soy particularmente malo para la física). Así que para efectos prácticos de esta pregunta asumamos que mis conocimientos son totalmente nulos. Mi duda es la siguiente: ¿La relación tiempo/cantidad agua para hervir agua en una jarra eléctrica es lineal? Yo siempre tuve la idea (o la sensación mejor dicho... y lo más probablemente es que sea errónea) de que calentar 500ml de agua lleva mucho menos tiempo que calentar 1lt.

Se que desde el enfoque de alguien que estudia física tal vez lo primero que debería hacer es hacer experimentos, pero hoy tuve un día largo y he llegado tarde a mi casa (así que no es momento de hervir agua), pero mañana cuando tenga oportunidades lo intentare.
De mientras les dejo la pregunta y les invito a que me respondan (pero recuerden que no sé absolutamente nada). Son más que bienvenidos a pasarme referencias o videos que pueda utilizar para resolver mi duda.

Muchísimas gracias,
Saludos,
Franco.

[Tachikomaia]

Creo que entre menos agua tarda menos en calentarse.

Mi padre me decía que no ponga tanta agua al hacer panchos para que se hagan más rápido.

Además cuando hago arroz o fideos el agua tarda más en calentarse que cuando simplemente pongo un poquito de agua para calentar algo hecho. Hierve enseguida, sale vapor enseguida.

También parece lógico porque el calor tiene que expandirse y promediarse con más zonas de temperatura normal.
Si no fuera así el agua del océano sería igual de temperatura en todos lados, bah, no, en unos lados se congela, en otros no... Lo mismo sobre la que se evapora.

En fin, recuerdo haber leído lo contrario, que hay propiedades que dependen de la cantidad de materia y otras que no, y que el punto de ebullición no depende, pero a mí la experiencia o el modo conque la interpreto me dice que sí. O sea, siempre hierve a 100º, sí, con cierta presión, pero el tiempo que tarda en llegar a eso depende de la cantidad de agua. También cómo la afecte, no es lo mismo que caliente una olla que apuntarle directo con un super láser en un punto específico.

Yo también quisiera leer una respuesta más experta 

[Masacroso]

Esto me ha respondido deepseek:

¿La relación entre el tiempo para hervir agua y la cantidad de agua es lineal?

La respuesta corta es: no, la relación no es estrictamente lineal, aunque en una primera aproximación pueda parecerlo. Aquí va la explicación detallada.

1. La Relación Ideal (Sin Pérdidas de Calor)

En un mundo perfecto, donde el 100% de la energía de la estufa se fuera al agua y no se perdiera nada, SÍ habría una relación lineal.

La razón es física:
*   La energía (E) necesaria para calentar una masa de agua (m) se calcula con la fórmula:
    \( E = m \cdot c \cdot \Delta T \)
    Donde \( c \) es el calor específico del agua (una constante) y \( \Delta T \) es el cambio de temperatura.
*   La potencia (\( P \)) de tu estufa es la tasa de energía por segundo (\( P = E / t \)). Por lo tanto, el tiempo (\( t \)) que toma hervir el agua es:
    \( t = E / P \)
    Combinando las fórmulas:
    \( t = (m \cdot c \cdot \Delta T) / P \)

Conclusión: Si duplicas la masa de agua (m), duplicas la energía (\( E \)) necesaria y, como la potencia (\( P \)) es constante, también se duplica el tiempo (\( t \)). En este caso ideal, la relación es lineal.

2. La Relación en el Mundo Real (Por qué NO es lineal)

En la práctica, existen pérdidas de energía que rompen esa linealidad. Las principales son:

• Pérdidas por evaporación: Antes y durante la ebullición, el agua se evapora. Este proceso consume mucha energía (calor latente) que ya no se usa para calentar el agua líquida. A mayor volumen, mayor es el tiempo de calentamiento y, por lo tanto, más significativa es esta pérdida.
  
• Pérdidas al ambiente: El calor se escapa de la olla al aire por radiación, convección y conducción. Una olla más llena y más caliente pierde energía de una manera que no es proporcional a la masa.
  

¿Qué significa esto? Si hervir 1 litro de agua te toma 5 minutos, hervir 2 litros no te tomará 10 minutos exactos, sino un poco más (ej. 10:30 o 11 minutos). El tiempo extra se debe a que las pérdidas de energía son mayores cuanto más largo es el proceso.

3. Conclusión Final

*   Relación Teórica (Ideal): Lineal (t ∝ m)
*   Relación Práctica (Real): No lineal. El tiempo aumenta un poco más rápido que la masa.

Para volúmenes de agua similares y en las mismas condiciones, puedes aproximarla como lineal sin cometer un error grave. Pero si necesitas alta precisión o trabajas con grandes volúmenes, debes contar con que el tiempo será ligeramente mayor al que predice una proporción lineal simple.

Espero que haya quedado claro. ¡Saludos!

[Richard R Richard]

¿La relación tiempo/cantidad agua para hervir agua en una jarra eléctrica es lineal?

Hola, sí es lineal.

Lo que pasa es que cuando calientas la pava o  jarra , lo que sea, tiene una superficie de contacto metal/vidrio con el agua, si el flujo de calor que pasa por esa superficie es constante, entonces a mayor masa de agua mayor tiempo para lograr la misma diferencia de temperaturas inicial y final. 

Yo siempre tuve la idea (o la sensación mejor dicho... y lo más probablemente es que sea errónea) de que calentar 500ml de agua lleva mucho menos tiempo que calentar 1lt.

Si claro si usas la misma hornalla y recipiente en ambos casos.

Lo que también puedes preguntarte  es si lleva exactamente el mismo tiempo en levantar la temperatura de 40 a 50 grados que de 50 a 60... eso depende  de un par de factores , de las perdidas de calor al ambiente, de la propiedad de radiación, convección y conducción en especial con que el calor especifico del fluido que estes calentando sea constante con la temperatura, además de que la presión de vapor de agua varia con la temperatura, a mayor temperatura mayor evaporación, a mayor evaporación se pierde masa y energía en el sistema,  eso hace que se necesite mas calor para que aúmente la temperatura de toda la masa, y si  el flujo es constante ,see traduce en que se necesita mas tiempo, como indica Masacroso,  en la practica no es lineal pero es muy similar.

Creo que entre menos agua tarda menos en calentarse.

que hay propiedades que dependen de la cantidad de materia y otras que no, y que el punto de ebullición no depende,

 

pero a mí la experiencia o el modo conque la interpreto me dice que sí . O sea, siempre hierve a 100º, sí, con cierta presión, pero el tiempo que tarda en llegar a eso depende de la cantidad de agua.

[ani_pascual]

Hola:

...
¿La relación tiempo/cantidad agua para hervir agua en una jarra eléctrica es lineal? ...

Vaya por delante que también me considero un profano en esto de la Física...
Sin leer otras respuestas, a bote pronto e idealizando  condiciones, diría que el tiempo es lineal (directamente proporcional) respecto a la masa, siempre y cuando, la potencia del foco generador de la energía calorífica sea constante, pues \( T=\dfrac{Q}{P}=\dfrac{mc_e\Delta t}{P} \). Ahora  bien, si es posible aumentar la potencia \( P=\dfrac{Q}{T} \), intuyo que quizás sea posible también llevar al punto de ebullición en el mismo tiempo distintas masas que están a la misma temperatura.
Saludos