Durante el tostado, el calor se transfiere a los granos de café en el tostador por conducción, convección y radiación. En los tostadores de tambor, el 70% del calor se transfiere por convección y el 30% por conducción.
¿Cómo produce calor la tostadora?
2. El Calor Por Convección en el Tueste de Café – El calor por convección es la transmisión del calor mediante un líquido o un gas. Cuando abres un horno caliente y sientes una corriente de aire caliente en tu rostro, así se transmite el calor por convección.
- Existen dos tipos de convección: natural y forzada.
- La convección natural se refiere a la tendencia natural del aire caliente a subir y del aire frío a bajar.
- La convección forzada es cuando se expulsa el aire caliente con un ventilador o un tubo para transmitir el calor.
- Casi todas las tostadoras utilizan un ventilador con una cierta potencia para que el aire circule por su tostadora.
Sin embargo, la convección natural también se da de alguna manera en las tostadoras de tambor, donde el aire en la cima del cilindro tenderá a ser más caliente que el aire que está cerca del fondo.
¿Cómo es el mecanismo de una tostadora?
Tostadora eléctrica – En una tostadora eléctrica típica se calienta el pan aprovechando el calor desprendido por el efecto al conducir electricidad a través de una resistencia, El proceso de tostado consiste en disminuir el contenido de agua del pan (originalmente –54 % del peso total), evaporándolo, y chamuscando ligeramente su superficie.
¿Qué tipo de transferencia de calor sucede dentro de tu hogar al encender el aparato de refrigeración en temporada de verano?
Probablemente mientras leáis estas líneas estaréis acalorados y os caerá más de una y de dos gotas de sudor si, igual que quien escribe este artículo, estos días de verano no disponéis en casa de un aparato de aire acondicionado. Para llevar un poco mejor el calor, aunque solo sea por sugestión, hoy hablaremos de la ciencia que hay detrás de uno de los inventos que más han ayudado a nuestras sociedades modernas a superar la canícula: la ciencia del aire acondicionado.
¿Qué ocurre en el interior de un aparato de aire acondicionado cuando lo conectamos? ¿Os habéis preguntado cómo consigue refrescar una habitación? La magia de estos chismes tiene poco de misterio y bastante de ciencia. Podríamos empezar refrescándonos con un poco de física. El primer principio de la termodinámica establece la ley de la conservación de la energía, según la cual la energía no puede ser creada ni destruida ; más bien, solo puede transformarse de una forma a otra de energía: por ejemplo, la fricción convierte la energía cinética en energía térmica.
El segundo principio de la termodinámica se refiere a la dirección de los procesos naturales y afirma que un proceso natural se ejecuta solo en un sentido, y no es reversible. Por ejemplo, el calor fluye espontáneamente de un cuerpo o materia caliente a uno de más frío, y nunca al revés, a menos que se aplique un trabajo mecánico en el sistema.
Veamos cómo se aplica esto a un aparato de aire acondicionado. Este es un dispositivo o mecanismo diseñado para extraer calor de un área mediante un ciclo de refrigeración, El principio básico de la refrigeración consiste en que una sustancia química que denominamos refrigerante o fluido frigorígeno, y que tiene unas determinadas características que veremos a continuación, pasa del interior al exterior de un espacio, por ejemplo de una casa, y viceversa, absorbiendo y eliminando el calor durante el proceso.
El refrigerante empleado en los ciclos de refrigeración es una sustancia química, generalmente un fluido, que pasa por transiciones de fase, de líquido a gas y viceversa. Para ser un buen refrigerante, la sustancia utilizada debe pasar de estado líquido a gaseoso fácilmente.
- Tiene que tener un punto de ebullición bajo: es decir, pasar de líquido a gas a bajas temperaturas.
- Estos cambios de estado y la energía implicada en ellos constituyen la base de la refrigeración que proporcionan los sistemas de aire acondicionado.
- El refrigerante absorbe calor cuando se encuentra en estado líquido y, como consecuencia, sufre un cambio de estado transformándose en un gas.
A continuación, el sistema fuerza que el refrigerante vuelva a estado líquido y, en este proceso, libera el calor que absorbió inicialmente. Y ya estará listo para volver a absorber otra vez el calor en un nuevo ciclo. Imaginemos que el refrigerante es como la sangre que circula por dentro del sistema de refrigeración: en el interior de la casa absorbe calor y lo suelta en el exterior.
- Como resultado tendremos un ambiente interior más frío que el exterior.
- ¿Qué hay dentro de un aire acondicionado? Pero para entenderlo mejor vayamos por partes.
- Las de un sistema de aire acondicionado son básicamente cuatro: un evaporador, un compresor, un condensador y una válvula de expansión,
- El evaporador es la parte que se encuentra dentro de casa.
Un ventilador hace pasar el aire caliente de la estancia que debemos enfriar a través de las bobinas del evaporador, por las que circula el refrigerante que, en este punto, es un líquido frío. Como decíamos, el calor siempre fluye de un material a alta temperatura a un material a baja temperatura.
Dado que el evaporador está a una temperatura más baja que el aire que lo rodea, irá absorbiendo el calor circundante y, como consecuencia, enfriará el aire, que será retornado por un ventilador hacia la habitación. A medida que el refrigerante absorbe el calor del ambiente, aumenta su temperatura y se convierte en un gas: se evapora, eso sí, dentro de las tuberías del sistema de aire acondicionado.
A continuación, el refrigerante, en forma de vapor de baja presión, entra en el compresor, una de las dos partes del sistema junto con el condensador que se encuentra en la unidad ruidosa que hay en el exterior de la casa. Allí, como su nombre indica, el gas se comprime incrementando su presión y su temperatura.
- En el compresor se produce un intercambio de energía entre la máquina y el fluido: el compresor ejerce trabajo para comprimir el gas y así aumenta su presión y energía cinética impulsándolo.
- A partir de aquí, el refrigerante, que ahora es un gas caliente a presión, entra en el condensador, donde va transfiriendo el calor hacia el ambiente exterior (que está a menos temperatura) y se condensa nuevamente a estado líquido de alta presión.
Por eso, cuando pasamos cerca de la parte exterior de un aparato de aire acondicionado notamos más calor. La parte externa del sistema de aire acondicionado posee un ventilador que hace circular aire por un intercambiador de calor que favorece que se disipe el calor más rápidamente.
Finalmente, la válvula de expansión regulará el flujo de refrigerante líquido otra vez hacia el evaporador, donde volverá a absorber calor del interior de la casa. La válvula tiene un orificio pequeño por donde pasa el refrigerante que hace que disminuya su presión y su temperatura hasta 4 grados centígrados.
¿Qué ocurre con la humedad? Los aparatos de aire acondicionado también ‘acondicionan’ el aire reduciendo la humedad y haciendo el ambiente más agradable. La cantidad de vapor de agua en el aire se relaciona con la forma en que nuestro cuerpo percibe el calor, ya que la evaporación del sudor de nuestra piel, que nos ayuda a eliminar el calor de nuestro cuerpo, se ve dificultada en un ambiente más húmedo.
La humedad del aire del interior de la casa se condensa encima de las bobinas del evaporador por la diferencia de temperatura y va goteando y es recogida en una bandeja, desde donde generalmente se elimina hacia el exterior por un tubo. Así ocurre que en los días de más humedad es cuando los aparatos de aire acondicionado producen más agua.
Impacto sobre el ozono y efecto invernadero Dos de los compuestos que fueron inicialmente más empleados como refrigerantes son los clorofluorocarbonos ( CFC ) y los hidroclorofluorocarbonos (HCFC) por el hecho de que no sean inflamables ni tóxicos. Aún así, como gases son muy estables y permanecen en la atmósfera entre 50 y 200 años.
- Los CFC y HCFC en la estratosfera se disocian liberando cloro y de ahí su gran potencial destructor de la capa de ozono.
- Por esta razón, en 1987, en el marco del protocolo de Montreal los Estados firmantes acordaron un calendario para reducir su producción hasta llegar a su eliminación.
- Estos han sido sustituidos por otros compuestos como los hidrofluorocarburos (HFC) o los perfluorocarbonos (PFC) que, no suponen un riesgo para la capa de ozono porque no contienen cloro, pero sí que son gases de efecto invernadero con un potencial de calentamiento global similar al de los CFC y HCFC.
Nuevas alternativas En las últimas décadas, los científicos han investigado para encontrar alternativas más ecológicas, con menor potencial de calentamiento global, Entre ellas se cuenta el uso del metilpropano, promovido y desarrollado por Greenpeace junto con la empresa alemana Foron en los años noventa, bajo el nombre de Green Freeze, y de amplio uso en refrigeración doméstica y en neveras.
Y curiosas alternativas en fase de investigación como una desarrollada en la Universidad de Singapur a base de agua que enfría el aire hasta 18 grados centígrados sin usar mucha energía, ni compresores, ni refrigerantes químicos, y que, adicionalmente, produce agua potable. La primera unidad de aire acondicionado eléctrica moderna fue inventada por el ingeniero estadounidense Willis Carrier en 1902, en Buffalo, Nueva York.
Desde entonces, no sabemos hasta qué punto el aire acondicionado ha cambiado nuestras sociedades modernas pero, por lo menos, podemos afirmar con toda rotundidad que es el invento que más ha contribuido a refrescarlas. -Ir al suplemento Tercer Milenio
¿Qué tipo de transferencia de calor es el aire acondicionado?
Transferencia de calor por convección 2.
¿Qué tipo de energía es una tostadora?
Potencia – Una tostadora debe transformar la energía eléctrica en calor y para ello requiere de gran potencia. Las tostadoras suelen tener una de entre 600 y 1.600 W, no más.
¿Qué energía tiene una tostadora de pan?
FICHA N°1 – Información acerca de las tostadoras eléctricas Una tostadora es un pequeño electrodoméstico que sirve para tostar rebanadas de pan de molde u otros alimentos similares. Una rebanada que se ha hecho así se llama tostada. En una tostadora típica se calienta el pan aprovechando el calor desprendido por el efecto Joule al conducir electricidad a través de una resistencia.
- El proceso de tostado consiste en reducir el contenido de agua del pan (originalmente ~35% del peso total), evaporándolo, y chamuscando ligeramente su superficie.
- Una tostadora moderna de dos rebanadas suele utilizar unos 900W y fabrica las tostadas en 1-3 minutos.
- General Electric lanzó una tostadora eléctrica en 1909, patentada con el nombre de D-12.
Se piensa que fue la primera tostadora eléctrica del mercado, pero existe cierta controversia al respecto, tal como lo anunció la Pacific Electric Heating Company para su modelo competidor Hotpoint. Dicho anuncio sitúa la presentación del modelo Hotpoint en 1905, el mismo año que Albert Marsh desarrolló el cable Nichrome.
- El cable Nichrome pudo asegurar la generación de un grado de calor adecuado durante largo tiempo por lo que el descubrimiento de dicho filamento puede considerarse el punto de partida del desarrollo de la tostadora eléctrica.
- La tostadora que expulsa las tostadas después de haberlas calentado fue patentada por Charles Strite en 1919.
En 1925, utilizando un modelo rediseñado de la tostadora de Srite la Toastmaster Company comenzó a comercializar la tostadora doméstica que podía calentar pan por los dos lados a la vez, utilizaba un temporizador para calentar las rebanadas y las expulsaba cuando finalizaba.
Hacia 1926, la tostadora de Charles Strite estaba disponible para el público y tuvo gran éxito. Adiciones más recientes a la tecnología de la tostadora incluyen la posibilidad de tostar pan congelado, bandejas separadas que permiten a los usuarios tostar dos o cuatro tostadas y funciones de recalentamiento que permiten calentar la tostada sin que se queme.
Desde que los egipcios empezaron a cocer pan, alrededor del año 2600 a.C., el hombre ha comido tostadas, aunque los motivos que mueven hoy a tostar el pan sean diferentes de los del pasado. Los egipcios no sometían el pan a esa operación para alterar su sabor o su textura, sino para eliminar la humedad y así conservarlo mejor.
- Dicho de otro modo: una hogaza de pan tostado, que contenía menos moho y menos esporas, duraba más en la cocina de una familia egipcia.
- A lo largo de más de cuatro mil años, en todo el mundo se siguió tostando el pan como lo hacían los egipcios, es decir, ensartado en un espetón y colgado sobre el fuego.
Incluso el instrumento que en el siglo XVIII británicos y norteamericanos llamaban “toaster” consistía en dos simples horquillas de mango largo, toscamente unidas entre sí, que sostenían el pan sobre las llamas. Dado el movimiento de éstas, podía garantizarse que cada rebanada tendría un tostado diferente a las demás.
Un invento ensalzado en el siglo XIX como una revolución en el arte del tostado, no alteró significativamente esta carencia de uniformidad en las rebanadas de pan. Consistía en una especie de jaula de hojalata y alambre, que, colocada sobre la abertura de una estufa de carbón, mantenía cuatro rebanadas de pan inclinadas hacia el centro.
El calor que ascendía de la estufa iba oscureciendo una cara del pan, operación que era vigilada atentamente. Después, se daba la vuelta a las rebanadas. La electricidad, y más tarde la generalización de los termostatos, introdujeron cambios importantes.
Las tostadoras eléctricas aparecieron a comienzos del siglo XX, y consistían en unas estructuras con los alambres a la vista, sin ninguna clase de protección. Carecían de todo control, por lo que aún era necesario no perder de vista el pan ni un momento. Sin embargo, la gran ventaja de la tostadora eléctrica era que para comerse una tostada en cualquier momento del día, no resultaba ya necesario encender una estufa o una cocina.
La idea básica del funcionamiento de un tostador es simple. El tostador usa la radiación infrarroja para calentar una pieza de pan. Cuando se introduce una rebanada de pan se puede ver un alambre enrollado que brilla y se torna de color rojo. Este alambre enrollado es el que produce la radiación infrarroja.
- La forma más común de producir radiación infrarroja es usando un alambre de nicrom envuelto alrededor de una lámina de mica.
- El alambre de nichrome es una aleación de níquel y cromo, la que tiene dos características que lo hacen un buen disipador de calor: • El alambre de nichrome tiene una resistencia bastante alta comparada con el alambre de cobre; aun cuando sea un trozo corto, tiene la suficiente resistencia para producir bastante calor.
• El nichrome es una mezcla que no se oxida cuando se calienta. Un alambre de fierro podría oxidarse rápidamente a las temperaturas que alcanza un tostador. Muchos tostadores incluyen un par de rejillas a cada lado de la rendija. Las rejillas presionan el pan y lo centran.
Dos resortes de metal empujan la bandeja cuando se acerca al fondo de la ranura o rendija, tirando las rejillas hacia el interior. Las bandejas en cada ranura están conectadas a la manija que usted presiona para bajar el pan en el tostador. Cuando usted empuja la manija hacia abajo, tienen que suceder tres hechos: 1.
Se necesita una cierta clase de mecanismo para sujetar la manija debajo, de manera de mantener la tostada dentro del tostador por un período del tiempo determinado.2. Se necesitan los alambres de nichrome conectados a la energía eléctrica.3. Una cierta clase de temporizador que libere la bandeja en el tiempo apropiado, haciendo que la tostada salte hacia arriba.
¿Qué temperatura alcanza una tostadora de pan?
Temperatura y potencia – La temperatura máxima que puede alcanzar una tostadora profesional de hostelería o una salamandra es de 300ºC. Si necesitas mayor temperatura, tendrás que acudir a un horno. Por otro lado, la potencia de los equipos más profesionales alcanza hasta los 8 kW. Suficiente para cumplir con sus funciones.
¿Qué materiales tiene una tostadora?
Material – El material de una tostadora es determinante. Bien sea de acero inoxidable, vidrio o plástico cada material tiene ventajas y desventajas. Las tostadoras de acero inoxidable son las más comunes en el mercado, ya que suelen ser más duraderas. https://youtu.be/UyhApZo1cIo Las que están hechas de vidrio son visualmente muy atractivas, pero más propensas a dañarse con facilidad.
¿Cómo se transmite el calor por conducción ejemplos?
Qué es la conducción del calor – La conducción es una forma de transferir el calor entre dos cuerpos cuando están en contacto o en el momento que el calor dentro de un mismo cuerpo pasa de un lado a otro. El ejemplo perfecto es cuando calientas una barra de hierro en el fuego.
Al principio solo un extremo está caliente, después, el calor recorre todo el cuerpo hasta llegar a la otra punta que no está en contacto con la fuente de calor. El mecanismo de la conducción del calor se basa en el movimiento que hacen los átomos, Estos comienzan a agitarse y moverse mucho más rápido a medida que sube la temperatura.
Además, empujan a los átomos vecinos y les dan calor. La capacidad que tienen los materiales para conducir el calor es conocido como conductividad térmica. No todos los materiales tienen la misma y eso es importante, por ejemplo, para la construcción de una casa (la madera tiene baja conductividad térmica).
¿Cuándo ocurre la convección?
La convección se define como el calor transmitido en un líquido o en un gas como consecuencia del movimiento real de las partículas calentadas en su seno. Si este movimiento es debido al efecto de la gravitación, en virtud de las diferencias de densidad, se llama convección natural.
¿Qué tipo de energía permite tostar el pan y calentar la leche?
A esta energía se la llama energía térmica.
¿Cómo se realiza la transferencia de energía?
Las cuatro formas principales de transferencia de energía, que son importantes en la protección contra heladas, son la radiación; la conducción (o flujo de calor al suelo); la convección (i.e. la transferencia de calor sensible y calor latente en el fluido); y los cambios de fase asociados con el agua (Figura 3.1).
¿Qué tipo de energía tiene una plancha?
Por ejemplo: cuando se enchufa una plancha, la energía eléctrica se transforma en energía calórica ; cuando se enciende un ventilador, se trasforma en energía mecánica; cuando se enciende una lámpara, se trasforma en energía lumínica y calórica, etc.
¿Qué consume una tostadora?
Tostadora – Las primeras tostadoras eléctricas comenzaron a comercializarse a principio del siglo XX. Su funcionamiento no ha variado desde entonces: se situan las rebanadas de pan dentro de una carcasa, donde se tuestan gracias al calor que desprenden unas resistencias.
¿Qué transformación se produce en el ventilador?
Secado de granos: natural, solar y a bajas temperaturas – Secado de granos a bajas temperaturas – – Los ventiladores para mover el aire, que se usan en diversos procedimientos agricolas, entre ellos el secado a balas temperaturas. Los costos de instalación y funcionamiento de dichos dispositivos se tornan cada día más onerosos.
- El ventilador sopla o aspira aire en forma continua, por acción aerodinámica, transformando energía mecánica en cinética para mover una cantidad de aire a través de un sistema conectado a él, y generar presión estática suficiente para vencer las resistencias al movimiento del aire.
- Los ventiladores se clasifican en dos categorías generales:
- a) ventiladores axiales (Figura 23) y b) ventiladores centrifugas. (Figura 24)
En los ventiladores axiales el escurrimiento del aire es paralelo al eje de rotación, al que están fijas las aspas. Este eje es, generalmente, el mismo eje del motor de impulsión. El conjunto va montado al interior de un cilindro que sirve de alojamiento.
- Los ventiladores del tipo de aspas axiales están provistos de aletas montadas en el cilindro, que sirven de alojamiento para el conjunto motor-aspas y cuyo objeto es rectificar el flujo de aire y reducir las pérdidas debidas a la turbulencia del aire que pasa por las láminas.
- Los ventiladores del tipo de tubo axial son parecidos a los del tipo de aspas axiales, salvo que no tienen aletas y son menos eficientes.
Los ventiladores centrffugos se componen de un rotor que gira al interior de una carcaza en espiral. El aire entra al rotor axialmente y luego el ventilador lo mueve, del centro a la periferia, por acción de la fuerza centrifuga. La diferenciación primaria entre tipos de ventiladores centrifugas está en el formato de las láminas.
Esta característica es la que define, esencialmente, la relación volumen: presión y la eficiencia de un ventilador centrifugo. Los ventiladores centrífugos que se ocupan en el secado a bajas temperaturas son, generalmente, del tipo de aspas vueltas hacia atrás. Los ventiladores axiales están destinados a aplicaciones en lugares donde las presiones estáticas que hay que vencer son bajas y los flujos son elevados; los centrífugos sirven para las presiones estáticas elevadas.
El calentamiento del aire por los ventiladores aumenta el potencial de secado del aire. Los ventiladores axiales calientan más el aire porque se aprovecha la energía que libera el motor eléctrico.
- En la selección de un ventilador, el proyectista del sistema de secado a bajas temperaturas debe trabajar junto con el ingeniero de la empresa proveedora de ventiladores, para encontrar la solución adecuada.
- El proyectista debe suministrar las exigencias aerodinámicas del sistema las condiciones del aire, informaciones sobre el ciclo de operación y datos acerca de la configuración del ventilador.
- A continuación se presenta una lista de los parámetros esenciales y los factores que hay que definir y considerar para que se pueda hacer la elección apropiada de un ventilador.
- a) Exigencias aerodinámicas
- – flujo de aire, en volumen, masa, – presión total o estática a la entrada o a la salida del ventilador.
- b) Exigencias del proyecto y ciclo de operaciones – altura del local – temperatura media y máxima del aire – tasa máxima de variación (aumento y disminución) de la temperatura – precisar si las exigencias aerodinámicas son constantes o variables.
- – régimen de operación del ventilador.
- c) Condiciones del aire
- – precisar si el aire que se va a usar es limpio o está contaminado con partículas – si se trata de aire contaminado, determinar la cantidad y tamaño de las partículas presentes
- – si se trata de aire contaminado por agentes corrosivos, determinar la cantidad y el tipo
- d) Configuración del ventilador
- – dimensiones y posición de los tubos de entrada o salida del aire, – especificación de las limitaciones de espacio, si las hubiere.
- El proyectista del sistema de secado, por precaución, debe dimensionar un ventilador que mueva alrededor del 25% más de aire que el que necesita el proyecto, porque los ventiladores no repiten, en el terreno, el desempeño que tienen en los ensayos de laboratorio, donde las condiciones de funcionamiento son ideales.
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: Secado de granos: natural, solar y a bajas temperaturas – Secado de granos a bajas temperaturas
¿Qué tipo de energía?
Menú principal – Energía y Minería en Castilla y León De clasificaciones de energía hay varias. En función de sus propiedades, fuente de origen, entre otras. Todos los cuerpos poseen energía debido a su composición, posición, movimiento u otras propiedades. Estas propiedades dan la siguiente clasificación:
Energía potencial: energía que acumula un cuerpo debido a su posición Ep = mgh. Energía cinética : la capacidad de realizar trabajo, asociada al movimiento de los cuerpos Ec = ½ mv 2 Energía química: energía producida en las reacciones químicas. Energía térmica: la manifestación de energía cinética, suma de las aportaciones microscópicas de las partículas que forman una sustancia y está muy relacionada con la temperatura de la sustancia. Energía eléctrica: movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales conductores. Energía nuclear: energía almacenada en el núcleo de los átomos. Energía radiante: es la que poseen las ondas electromagnéticas (rayos UVA, rayos infrarrojos,).
Según si la fuente de energía se regenera o no tenemos una nueva clasificación:
Energías renovables: provienen de fuentes de recursos ilimitados, fuentes que se regeneran. Entre ellas: Energía eólica (del viento), Energía solar, hidráulica (de la fuerza del agua), geotérmica (del subsuelo), mareomotriz (mareas), biomasa (vegetación). Energías no renovables : provienen de fuentes finitas, agotables. Se pueden distinguir dos tipos energía nuclear y los combustibles fósiles (Carbón, petróleo, gas natural), actualmente muy utilizados en los medios de transporte.
¿Qué tipo de energía permite tostar el pan y calentar la leche?
A esta energía se la llama energía térmica.
¿Cómo se transfiere el calor de la flama a la olla?
Al calentar la olla ( mediante conducción ), las moléculas de agua que están en el fondo empiezan a moverse más y más rápido. A medida que el agua del fondo se calienta, sube a la superficie, mientras que el agua fría se va al fondo. El ciclo se repite una y otra vez. Esta circulación de calor y frío se llama convección.
¿Cuáles son las formas de transferencia de calor?
Hay tres métodos fundamentales median te los cuales ocurre este intercambio de calor: Conducción, convección, y radiación.
¿Qué temperatura alcanza una tostadora de pan?
Temperatura y potencia – La temperatura máxima que puede alcanzar una tostadora profesional de hostelería o una salamandra es de 300ºC. Si necesitas mayor temperatura, tendrás que acudir a un horno. Por otro lado, la potencia de los equipos más profesionales alcanza hasta los 8 kW. Suficiente para cumplir con sus funciones.