Experimento de aislamiento térmico con cajas de cartón

En cada caja chica coloquen una bolsa para basura.

1. La bolsa sirve como recipiente que contiene los cubos de hielo y facilita retirarlos sin mojar el cartón.
2. Se coloca dentro de la caja pequeña, forrando su interior.

Tomen una caja grande e introduzcan en ella una de las chicas.

1. Se tiene la caja grande (exterior) y la caja pequeña (interior ya forrada con bolsa).
2. Se introduce la caja pequeña dentro de la caja grande, dejando un espacio entre ambas paredes.
3. En este primer par NO se coloca aislante: las paredes se tocan o quedan en contacto directo.

Pongan unos cubos de hielo en la caja más chica y tomen la temperatura. Tapen la caja.

1. Se colocan cubos de hielo en la bolsa de la caja pequeña; su temperatura inicial es de 0 \, ^\circ\text{C} (punto de fusión del hielo).
2. Se registra la temperatura inicial T_i con el termómetro.
3. Se tapa el conjunto para reducir el intercambio de calor con el ambiente exterior.
4. Pasado un tiempo \Delta t (por ejemplo, 30 min), se vuelve a leer la temperatura T_f.
5. El aumento de temperatura \Delta T = T_f - T_i se debe al calor que atraviesa las paredes de cartón.

Tomen el otro par de cajas y coloquen las tiras de cartón como rejillas aislantes entre la caja pequeña y las paredes de la caja grande; pongan el hielo, midan la temperatura y tápenla.

1. Se colocan tiras de cartón entre la caja pequeña y la grande, formando una "rejilla"; esto crea espacios de aire atrapado entre las paredes.
2. El aire atrapado es mal conductor del calor, por lo que la conductividad térmica efectiva disminuye: Q = kA\dfrac{\Delta T}{d} \cdot t, con k menor al añadir la capa de aire.
3. Se colocan los cubos de hielo, se lee la temperatura inicial T_i'.
4. Se tapa y, tras el mismo tiempo \Delta t, se lee T_f'. El aumento es \Delta T' = T_f' - T_i'.

Comparación esperada

Conclusión: las capas de aire atrapado actúan como aislante térmico, retrasando la entrada de calor al interior de la caja.