Calor especiico

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Identificar los diferentes métodos experimentales utilizados para la determinación de las propiedades térmicas de los productos agrícolas; descripción, procedimiento y equipos utilizados en cada uno de ellos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Describir el procedimiento de los diversos métodos experimentales utilizados para la determinación de la conductividadtérmica, difusividad térmica, calor específico y calor latente de vaporización de algunos alimentos.

• Observar las ecuaciones matemáticas resultantes de los procedimientos experimentales que representan el comportamiento térmico de los productos agrícolas, sus parámetros y obtención.

• Esquematizar y describir los equipos utilizados en los métodos experimentales.

• Referenciardatos experimentales sobre las propiedades térmicas antes citadas para productos agrícolas.

INTRODUCCIÓN

Las propiedades térmicas son parámetros requeridos para llevar a cabo cálculos de transferencia de calor para procesos de calentamiento o enfriamiento de alimentos, y son datos esenciales en el diseño de equipos en ingeniería.

1. CALOR ESPECÍFICO

Se define el calor específicocomo la cantidad de energía en forma de calor que gana o pierde un sistema por unidad de masa para que se produzca un cambio de temperatura de una unidad sin que haya cambio de estado, la ecuación que relaciona esta propiedad es:

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Donde:

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1.1 Métodos experimentales para su medición.

1.1.1 Método de las mezclas: En este método la muestra(alimento) de masa y temperatura conocida, es colocada en un calorímetro de calor específico conocido que contiene agua de peso y temperatura conocida. El calor específico desconocido se calcula a partir de una ecuación de balance de calor entre el calor ganado o perdido por el agua y el calorímetro y el ganado o perdido por la muestra. El equivalente de agua del sistema se obtiene generalmente por mediode pruebas de calibración. En dicho método las pérdidas de calor se consideran despreciables.

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Donde:

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Equipo utilizado: La Sociedad Americana de Pruebas y Materiales de Método Provisionales de pruebas para el calor específico de aislamiento térmico (ASTM C351 – 54 T, 1954) específica para uso comercial barras de cobre estándar.Las especificaciones dimensionales de esta norma establecen que para rangos de temperatura de 20[pic] a 100[pic] el calor específico del cobre es de 0.0931 BTU / lb [pic].

Figura 1. Calorímetro con cámara de vacío[1]

1.1.2 Método de la placa protegida: En este método, la muestra está rodeada de protectores de calefacción eléctrica térmica, tal como se ilustra en la Figura 2. Estosprotectores térmicos se mantienen a la misma temperatura que la muestra. En este caso el calor eléctrico suministrado a la muestra en un tiempo dado [pic] es igual a la ganancia de calor como se muestra en la siguiente expresión:

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Donde:

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Equipo utilizado:

Figura 2. Placa protegida[2]

1.1.3 Método de Kulacky y Kennedy: Este método es similar al método delas mezclas, salvo algunas modificaciones, según la cual no se produce el contacto directo entre el alimento y el medio intercambiador de calor, sino que la muestra se encapsula en un cilindro de propiedades y dimensiones conocidas, el que es inmerso en un recipiente con agua. A partir de un balance calórico del sistema es posible determinar elvalor del calor específico del producto aplicando la ecuación:

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Experimentalmente el método consiste en colocar la muestra en un cilindro de aluminio de 2.25 cm de diámetro y se sellan los extremos con tapas de rosca del mismo material. Una vez preparado el cilindro geométrico con la muestra, se lleva todo el sistema a 0° C y luego se introduce en un recipiente...