UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE PUEBLA DEPAR DEPART TAMENTO DE INGENIERÍ I NGENIERÍAS AS TRANSFERENCIA TRANSFERENCIA DE CALOR CALOR PRÁCTICA #1: CONTENIDO ENERGÉTICO EN ALIMENTOS 04-SEP-15 OTOÑO 2015
Mtra. Yvette Ollivier Palaci!
EQUIPO 6
A"#irre A"#irre $#i%ta%a E&#ar& '()*+)* Mli%a Olivera ,#a% Pa-l '()*+' M%tiel Ta/a0 L#i! Fer%a%& 1(2))+11 P3re4 Brav R-ert 1(2))+25 R&a! Barrera Natalia 1(2))+6* 1(2) )+6*
OBJETIVO A través de las actividades elaboradas en esta práctica se muestra de manera dinámica el contenido energético que existe en los alimentos, comparando tres alimentos diferentes con valores nutrimentales distintos. Encender los alimentos mediante una flama consume la energía que estos poseen, permitiendo así obtener valores de manera empírica para su interpretación.
DIAGRAMA DE FLUJO
Leer la 7r8ctica c/7leta 0 c%!e"#ir la i%9r/aci:% 0 /ateriale! %ece!ari! 7ara !# ela-raci:%
C%te!tar la! 7re"#%ta! &e i%ve!ti"aci:% c%te%i&a! e% la 7r8ctica
Revi!ar la r@-rica 7ara la crrecta ela-raci:% &e la 7r8ctica.
Reali4ar #%a i%ve!ti"aci:% 7revia !-re el te/a &e ;c%te%i& e%er"etic e% l! ali/e%t!;
Li/7iar el e!7aci &e tra-a? 0 &e?ar el la-ratri c/ 9#e ec%tra&
Reali4ar la 7r8ctica c% ca&a #% &e l! ele/e%t! i%&ica&!.
A!i!tir al la-ratri 0 veri
Ca7t#rar 0 veri
C/e%tar e% e=#i7 la! c%cl#!i%e! <%ale! !-re la 7r8ctica.
Leer la! i%!tr#cci%e! &e la 7r8ctica.
Se"#ir el 7rce&i/ie%t &e la 7r8ctica> reali4a%& ca&a #%a &e la! activi&a&e! =#e /e%ci%a.
ANÁLISIS DE RESULTADOS Tabla 1 Resultados obtenidos para las tres muestras
Datos Masa %e" co&te&e%or 'ac(o Masa %e" co&te&e%or co& a)ua
Muestra 1 Cacahuates 8.6 g !8.6 g
Muestra 2 Cheetos
Muestra !a"o#$tas
8.6 g !8.6 g
8.6 g g
Masa %e a)ua Masa $&$c$a" %e #uestra e& e" so*orte Masa +$&a" %e #uestra e& e" so*orte Ca#,$o %e #asa %e "a #uestra
!! g
!! g
!!g
8." g
#!.$ g
#!. g
- g
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%.% g
- g
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Te#*eratura $&$c$a" Te#*eratura F$&a" Ca#,$o %e te#*eratura -T Ca"or . Co&te&$%o e&er)/t$co
- & - &
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) *+ #$.8 *+ #(8." *+ $.!8 *+g ".% *+g #6.#- *+g Nota: no se obtuvieron resultados experimentales para la muestra de cacahuates debido a que no nos fue posible incendiarlos, restringiendo así el cambio de temperatura y de masa y al ser datos necesarios para los cálculos, no es posible añadirlos a la tabla anterior.
&on los datos mostrados en la tabla antes de considerar los cambios de temperatura, es posible observar el cambio de masa existente en las muestras una ve que sufrieron una combustión. El cambio más notable se da en los &/eetos debido a ser un alimento alto en carbo/idratos procesados, propiciando así una liberación efectiva de energía. A continuación se muestran las gráficas, las cuales ilustran el cambio de temperatura en relación al tiempo transcurrido0
Ilustración 1 Gráfica de Temperatura / Tiempo de la muestra de Cheetos
Ilustración 2 Gráfica de Temperatura / Tiempo de la muestra de palmitas
En estas dos gráficas se puede observar el cambio de temperatura de las muestras en el transcurrir del tiempo. 1a muestra de los &/eetos al ser combustionados generan ## '& mientras que las palomitas generan menos de la mitad (.$'&, a través de estos resultados podemos determinar que los &/eetos /an liberado más energía al ser quemados, esto se debe a la energía contenida en ellos. 2asándonos en la siguiente información nutrimental de estos dos alimentos podemos concluir que los &/eetos contienen más grasas que las palomitas 3 3a que las grasas aportan casi el doble de calorías 4- calorías por gramo5 que los carbo/idratos 4( calorías por gramo5 la energía contenida en los &/eetos es ma3or. Tabla 2 Información nutrimental de las muestras
Cheetos 02) !rote(&as Grasas Car,oh$%rato s
g 8g #"g
!a"o#$tas 02) ".!6g #.!8g #8.((g
Cacahuates 02) $g #."#g (g
Es importante tomar en cuenta que no es posible determinar si un alimento es saludable o no segn su contenido calórico, más bien depende de la calidad de dic/as calorías. Es por esto que alimentos c/atarra como los &/eetos aportan muc/a energía 3 además se liberan de manera rápida en cambio una fruta puede aportar la misma energía 3 al ser de liberación más lenta, el cuerpo la aprovec/a 3 la asimila me7or.
Ca"or "$,era%o *or "as !a"o#$tas Q=m ∗Cp∗¿ Q =10.2 g∗3.23
9
KJ ∗4.5 Kg
Q =148.3 KJ
Ca"or "$,era%o *or "os Cheetos Q=m ∗Cp∗¿
Q =10.5 g∗1.86
9
KJ ∗11 Kg
Q =215.8 KJ
Ca"or "$,era%o *or "os Cacahuates No se pudo obtener un cambio de temperatura en los cacahuates debido a que no se pudo generar una combustión en la muestra
CUESTIONARIO3 145 6.u/ #uestra t$e&e e" co&te&$%o e&er)/t$co #7s a"to a 8u/ se %e,er79 1os caca/uates presentaron el nivel energético ma3or, con un valor de $.!8 :+:g esto se debe a que los caca/uetes tienen un alto contenido de grasas insaturadas de manera natural 3 además grasas saturadas al ser un alimento procesado 3 frito, dentro de los nutrientes energéticos son las grasas quienes aportan ma3or calorías por gramo, - en comparación con los carbo/idratos 3 proteínas que solo aportan ( calorías por gramo. Al ser comparados con las otras dos muestras que en su ma3oría son están constituidas por carbo/idratos, el contenido energético de los caca/uates es ma3or.
245 6.u/ #uestra t$e&e e" co&te&$%o e&er)/t$co #e&or a 8u/ se %e,er79 1as palomitas son la muestra que tiene el menor contenido energético con un valor de #6.#- :+:g esto se debe a que este alimento está constituido en un 8#; por carbo/idratos 3 al ser un alimento ba7o en grasas su contenido energético es mu3 ba7o en comparación con los caca/uates 3 los &/eetos.
45 La e&er)(a co&te&$%a e& e" a"$#e&to se e:*resa e& u&$%a%es ""a#a%as ca"or(as4 ;a< =41> ?J e& u&a ca"or(a4 Basa%o e& "os %atos %e "os cacahuates@ ca"cu"ar e" &#ero %e ca"or(as e& )ra#os %e u& *a8uete %e cacahuates4 (.#8*+
$.!8*+g
→
# cal →
x
< "!! cal
=45 6Cree 8ue to%a "a e&er)(a "$,era%a *or "a co#,ust$& %e "as #uestras +ue a,sor,$%a *or e" a)ua9 6!or8ue o !or8ue &o9 =o toda 3a que la muestra se encuentra en contacto con un recipiente que la almacena el cual también absorbe parte de la energía liberada. >el mismo modo al no estar en contacto directo la muestra con el agua mientras esta se quema se libera parte de esta energía en el medio ambiente.
45 Cu7" ca"or es*ec(+$co es #a2 %e co&te&$%o %e a)ua o %ura&os co& %e a)ua@ e& "as #uestras 8ue ""e' ha< a")u&a e& e" 8ue se te&)a e" co&te&$%o %e a)ua < e& su caso $&%$8ue cu7" es4 El calor especifico del agua es (.#86 +g'& que es ma3or al de cualquier otra sustancia comn por lo que un alimento con alto contenido de agua tiene un calor específico alto. ?i consideramos las mananas con un 8; de contenido de agua, al ser ma3or que el de los duranos 4%$;5 entonces podemos determinar que las mananas tienen un calor específico ma3or. =o se obtuvo de manera directa el contenido de agua de ninguna de las muestras 4la información no venía en el empaque5, sin embargo se puede obtener de tablas que0 &aca/uates0 8; de contenido de agua. @alomitas de aí0 #(;)##; de contenido de agua. &/eetos0 u3 ba7o 4cantidad exacta desconocida5.
45 Se e&+r$ar7 #e%$a&te u&a c7#ara %e a"to 'ac(o co& a$s"a#$e&to t/r#$co@ ?) %e es*$&aca 0C*H4 ?J?)KC "a te#*eratura a#,$e&ta" es %e KC < se co&)e"ar7 a KC e& #$&utos4 Ca"cu"e "a *res$& +$&a" e& "a c7#ara < "a ca&t$%a% %e hu#e%a% re#o'$%a4
No es posible calcular la presión final partiendo del calor espec!fico a presión constante que menciona el enunciado "a que es necesario considerar un calor espec!fico a #olumen constante el cuál se desconoce
;u#e%a% Re#o'$%a Bramos de vapor de agua por m " de aire a "!'& < "!g m" Bramos de vapor de agua por m " de aire a $'& < 6.%g m"
; Cumedad Delativa <
apor a 9# F apor a 9
*))
apor de agua presente a 9#
; Cumedad Delativa <
"!g m" ) 6.%g m" x#!! < %6.6; "!g m"
?e pierden aproximadamente "." gramosm" de vapor de agua al enfriar las espinacas de "!'& a $'&, es decir se remueve aproximadamente un %6.6; de la /umedad existente en las espinacas a temperatura inicial.
CONCLUSIÓN 9odos los alimentos contienen cierta cantidad de energía la cual está determinada por los porcenta7es de grasas, carbo/idratos 3 proteínas que los componen. 1os alimentos con grasas suelen ser los más ricos en energía. A través de esta práctica se pudieron reafirmar de manera experimental los conceptos aprendidos en clase en relación a la conservación de la energía en la materia. Es de suma importancia observar de qué manera puede ser transferida la energía, en este caso fue en calor, pudiendo así medir las temperaturas 3 finalmente la cantidad aproximada de energía liberada por cada una de las muestras lo cual nos da la posibilidad de compararlo con valores teóricos.
BIBLIOGRA!A
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