En la imagen podemos ver un esquema simplificado del pot-in-pot con sus componentes y los principales flujos de materia y energía. El sistema recibe agua líquida y cede agua vapor al entorno, enfriándose por la pérdida del calor latente de evaporación. A su vez, recibe calor del entorno que se encuentra a una mayor temperatura.
La velocidad de pérdida de calor se expresa como
donde Lv es el calor latente de evaporación del agua y ṁe es la velocidad de pérdida de masa por evaporación. Según la ley de enfriamiento de Newton, la transferencia de calor del entorno al sistema se puede establecer, teniendo en cuenta que la diferencia de temperaturas es pequeña, de forma aproximada como,
donde T es la temperatura del sistema, que se considera uniforme en todo el sistema, T0 es la temperatura del exterior, que se supone constante y R es la resistencia térmica específica del sistema en su conjunto.
La aplicación del principio de conservación de la energía permite decir que:
donde C es la capacidad calorífica total del sistema. Esta ecuación viene a decir que la diferencia entre el calor perdido por evaporación y el recibido del entorno se traduce en un cambio de temperatura del sistema, que depende de su capacidad calorífica. Según baja la temperatura del sistema, este recibe cada vez más calor del entorno, por lo que llegará un momento en el que se igualen ambos flujos y se alcance una temperatura de equilibrio (equilibrio térmico).
La integración de la ecuación anterior permite predecir como variará la temperatura con el tiempo si se conocen los parámetros que intervienen o se pueden determinar mediante un ajuste de los resultados experimentales. Suponiendo que la velocidad de evaporación del agua es constante, la ecuación anterior indica que la velocidad de enfriamiento depende sólo de T. De esta forma, no es complicado integrar la ecuación anterior (Franco García, http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica3/calor/enfriamiento_1/evaporacion.html.) y se obtiene la siguiente ecuación de la cinética de enfriamiento:
donde Teq es temperatura de equilibrio y τ es el tiempo de relajación, el parámetro característico del sistema, que rige la velocidad de enfriamiento. Esta ecuación predice que la temperatura en el pot-in-pot descenderá exponencialmente hasta alcanzar la temperatura de equilibrio.