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Propiedades Físicas de los Alimentos

CALOR SENSIBLE

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS Área

: Propiedades Físicas de los Alimentos.

Tema

: Calor Sensible.

Profesor : Ing. Omar Silva Santa Cruz.

CICLO

: V

Integrantes: Acuña Marín, Reinaldo. Caballero Rodríguez, Doris Raquel Chávez Fernández, Daygor. Idrogo solano, Elmer. Ñontol Huamán, Elizabeth Rojas Fernández, Silvia CAJAMARCA, AGOSTO DEL 2010

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CALOR SENSIBLE

INTRODUCCIÓN El nombre proviene de la oposición a calor latente, que se refiere al calor "escondido", es decir que se suministra pero no "se nota" el efecto de aumento de temperatura, ya que por lo general la sustancia a la que se le aplica aumentará su temperatura en apenas un grado centígrado, como un cambio de fase de hielo a agua líquida y de ésta a vapor. El calor sensible sí se nota, puesto que aumenta la temperatura de la sustancia, haciendo que se perciba como "más caliente", o por el contrario, si se le resta calor, la percibimos como "más fría". Para aumentar la temperatura de un cuerpo hace falta aplicarle una cierta cantidad de calor (energía). La cantidad de calor aplicada en relación con la diferencia de temperatura que se logre depende del calor específico del cuerpo, que es distinto para cada sustancia.

Objetivos: Demostrar cuales es la importancia del calor sensible en industrias alimentarias. Dar a conocer la utilización sobre el calor sensible en diferentes procesos utilizados en la carrera de acuerdo así con sus propiedades físicas.

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CALOR CALOR es la energía térmica en tránsito de un sistema (o agregados de electrones, iones y átomos) a una temperatura hacia un sistema que se encuentra en contacto con el, pero que esta a una temperatura más baja.

Su unidad en el SI es el Joule. Otras unidades utilizadas son: La caloría c (1cal = 4.184 J) y la unidad térmica inglesa BTU (1 BTU= 1054J). La caloría biológica o gran caloría (1 CAL = 1 kcal = 1000 cal). CALOR SENSIBLE Calor sensible es aquel que recibe un cuerpo y hace que aumente su temperatura sin afectar su estructura molecular y por lo tanto su estado. En general, se ha observado experimentalmente que la cantidad de calor necesaria para calentar o enfriar un cuerpo es directamente proporcional a la masa del cuerpo y a la diferencia de temperaturas. La constante de proporcionalidad recibe el nombre de calor específico.

El Calor sensible es el calor empleado en la variación de temperatura, de una sustancia cuando se le comunica o sustrae calor. . No hay modificación del estado físico del cuerpo. El calor latente es el calor que, sin afectar a la temperatura, es necesario adicionar o sustraer a una sustancia para el cambio de su estado físico. Específicamente en psicrometría, el calor latente de fusión del hielo es hf = 79,92 Kcal/kg.

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El calor sensible se puede calcular en algunos casos simples: 

Si el proceso se efectúa a presión constante:

Qs = ΔH = mCp(t2 − t1) Donde: H: Es la entalpía del sistema. M: Es la masa del cuerpo. Cp: Es el calor específico a presión constante. Definido como la cantidad de calor requerida para aumentar en un grado la temperatura de la unidad de masa de un cuerpo a presión constante). t2: Es la temperatura final t1: Es la temperatura inicial del cuerpo. 

Si el proceso se efectúa a volumen constante:

Qs = ΔU = m Cv(t2 − t1)

Donde:

Cv: Es el calor específico a volumen constante. U: Representa la energía interna del sistema. Los valores de calor específico varían también con la temperatura ambiente y el estado físico de agregación de las sustancias. ¿Qué efecto tiene la presión sobre calor sensible y calor latent al incrementar la presión? Aumenta la cantidad de calor sensible y asi disminuye la cantidad de calor latente.

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Calor Sensible [hf] es la cantidad de Energía requerida para elevar la temperatura del agua de 0°C a su temperatura actual. Calor Sensible [hf] eleva la temperatura del agua y puede medirse con un termómetro. Calor sensible es energía potencial bajo la forma de energía termal o calor. El cuerpo termal debe tener a temperatura más arriba que sus alrededores, (también vea: calor latente). La energía termal se puede transportar vía conducción, convección, radiación o por una combinación de eso. La cantidad o la magnitud de calor sensible es el producto de la masa del cuerpo, su capacidad de calor específica y su temperatura sobre una temperatura de la referencia. En muchos casos la temperatura de la referencia se deduce de conocimiento común, es decir. “temperatura ambiente”. En atmósfera, transporte en grande del calor del zonas tropicales a postes se afecta cerca calor sensible bajo la forma de aire caliente que se mueve hacia los postes, y cerca calor latente como aire frío que se mueve hacia ecuador. Este movimiento es conducido sobre todo por ciclónico el ocurrir que se mezcla en Célula de Ferrel en las mediados de-latitudes, el último de cuál se asocia a cambios de la fase de atmosférico vapor de agua, sobre todo vaporización y condensación. La cantidad de calor agregada o quitada se puede medir por un cambio de la temperatura de una sustancia flúida en a calorímetro

Propagación del calor Todo cuerpo con una determinada cantidad de calor, tiene la propiedad de cederlo a otro cuerpo, siempre que éste se encuentre a menor temperatura. Es decir, existe un flujo térmico que consiste en la cesión del calor de los puntos de mayor temperatura. De esa manera, entonces, la energía térmica se transfiere del nivel térmico o temperatura más alto al más bajo, hasta alcanzar un estado de equilibrio o igual temperatura. Los fenómenos que intervienen en la transmisión del calor son tres: 1. Convección 2. Radiación 3. Conducción E.A.P. de Ingeniería en Industrias Alimentarias.

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Conducción: La transmisión del calor por conducción es típica de los sólidos. Se origina por la agitación molecular provocada por el calor que se transmite progresivamente, sin modificar la distancia relativa de las moléculas. La velocidad con que el material deja pasar el calor por conducción,depende de su conductividad que es una propiedad que tiene cada material.

Convección: La forma de transmisión de calor por convección es propia de los fluidos, por ejemplo, en nuestro caso el aire o el agua. Por efecto de la variación de su peso debido a un aumento o disminución de temperatura, se establece en ellos una circulación permanente y continua. Ese movimiento del fluido produce, entonces, la transferencia del calor por convección,que se orienta desde los puntos calientes a los fríos

Radiación: La forma de transmisión del calor por radiación se produce en el vacío igual que la radiación de la luz en forma de ondas electromagnéticas. De esa manera el proceso de transferencia de calor por radiación no esta vinculado a soporte o vehículo material alguno, no pudiendo ser explicado como en los casos anteriores en términos de moléculas que chocan o se desplazan. El calor es una manifestación de la energía provocada por el movimiento molecular. Al calentarse un cuerpo, aumenta la energía cinética de las moléculas, produciéndose choques más o menos violentos, según la cantidad de calor entregada. El calor es susceptible de medir; lo que se efectúa teniendo en cuenta dos magnitudes fundamentales: intensidad de calor y cantidad de calor. 1- La intensidad de calor está relacionada con la velocidad del movimiento molecular estableciéndose para medirla una práctica que da una idea del grado o nivel del calor que tiene un cuerpo determinado. Arbitrariamente se fijan parámetros comparativos que permiten determinar dicho nivel de calor, al que se denomina temperatura. Se dice que un cuerpo con gran velocidad molecular tiene más temperatura o más nivel de calor que otro.

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2- La cantidad de calor de un cuerpo representa la suma de las energías térmicas de todas las moléculas que lo componen. Es decir que mientras la intensidad de calor o temperatura indica el grado de movimiento molecular o el nivel de calor de un cuerpo, esta magnitud señala su contenido total de calor. Se demuestra que la cantidad de calor de un cuerpo es función de la masa del cuerpo y de su temperatura, o lo que es lo mismo, del número de moléculas que lo componen y de su nivel de intensidad térmica o velocidad molecular. Para determinar la cantidad de calor se ha establecido un valor característico, que depende de las particularidades de cada cuerpo, que se denomina calor específico. Se define como calor específico a la cantidad de calor necesario para elevar en 1 °C la temperatura de la unidad de masa de una sustancia. El calor específico,si bien depende de la temperatura en forma muy leve, puede suponerse constante para cada sustancia en particular, a los fines de su aplicación práctica. Como unidad se usa el agua a presión atmosférica normal, considerándose una temperatura normal de 15 °C que está dentro del entorno de las aplicaciones prácticas. De esa manera, el calor específico igual a 1, sería la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 kg de agua en 1 °C (14,5 a 15,5) a presión atmosférica normal. A esta cantidad de calor se la denomina (kcal) kilocaloría,y sería entonces la unidad de cantidad de calor. Para ello, la unidad de calor específico valdrá: Ce = kcal/Kg.

BIBLIOGRAFÍA 

Tippens, Paul E. (1988). Física: conceptos y aplicaciones, McGraw-Hill. ISBN 968422-031-6.

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