Pregunta de Termodinámica

Quisiera hacerles una consulta acerca de termodinámica, quisiera si es
posible que me ilustren un poco acerca del tema de velocidad de
calentamiento, que principios presenta, que fórmulas... Etc.
Me encuentro desarrollando mi tesis y es acerca de elaboración de queso, y
en la parte de pasteurización se utiliza una cuba de latón que contiene 4 ollas de aluminio donde va la leche y por baño maría se calienta estas
ollas. Se calienta por la parte inferior donde hay un quemador de petroleo. Pero en la realidad cuando se va calentando ocurre que primero el
agua que rodea las ollas alcanza una temperatura más elevada (como 98ºC)que la leche
que se encuentra en las ollas (de 80 a 82ºC). Y después de un lapso de tiempo se apaga el quemador para que las temperaturas se equilibren a 82ºC tan solo en unos segundos.
Agradecería que me indiquen como es que ocurre este fenómeno y como se podría predecir o representar con fórmulas que me imagino seguramente serían de velocidad de calentamiento.
Muchas gracias de ante mano Atentamente,
Leonardo Paredes
(Lima-Perú)
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2 Respuestas

3.325 pts. Ingeniero tecnico en mecanica industrial, conocomientos...
Es relativamente fácil, Q=m.Ce.AT (Delta de T), o sea, que en el calentamiento deun fluido por otro, simplemente uno y otro tienen, diferentes masas, y diferente coeficientes de transmisión de calor. Entonces, si cada litro de agua para calentarse 1 grado, absorbe una Kcaloría, la leche absorberá mas o menos en funcion de su Ce (Calor específico). Simplemente igualando m.Ce.AT de cada fluido, encuentras cuanta masa de leche puede calentar una cantidad de agua.
Si te quedan dudas vuelve a preguntar.
Un placer.
Gracias por lo respondido. Eso obedece a un calculo teórico de la demanda de calor que se necesita. Pero quisiera si es posible que me dijera como es que ocurre que en un tiempo dado, la temperatura del agua es mayor que la de la leche, 98ºC y 80ºC respectivamente. Porque cuando llega a esta temperatura es que se apaga el quemador de petroleo y se igualan ambas en 82ºC. Agradecería mucho si me pudiera ayudar en esa interrogante. No se, tal vez con algún calculo o referencia sobre velocidad de calentamiento o algo similar. Porsiacaso tengo todos los datos de temperaturas, cantidades de leche, de agua, y Ce´s.
Muchas gracias de antemano
Leonardo
Tranquilo, estamos para ayudarnos, el caso es tal y como te expliqué. Cuando apagas el quemador (fuente de calor), el agua tiene una cantidad de calor a 90º centígrados, y la leche menos cantidad de calor a 80. Al desaparcer la fuente de calor, el calor fluye del cuerpo caliente (Agua) al "frío" (leche) a través de las paredes del recipiente que los separa, y la cantidad de calor alcanza su igualdad o equilibrio entre leche y agua a 82º centígrados.
El concepto es sencillo, si tu tienes una olla con 1 litro de agua a 70º tienes una cantidad de calor a 70º, pero, teniendo una bañera de casa a 50º, tienes más cantidad de calor, pero a más temperatura.
Y por otra parte, para que haya transmisión de calor entre dos cuerpos, uno debe estar más "frio" que el otro, si no no tendrías transferencia de calor. Es decir, sin diferencia de temperatura no hay intercambio de calor (Salvo casos de ebullición)
Tus dos fluidos llegan al equilibrio a 82ºC, y esa fórmula que te dí es la que ruge el fenómeno. Un saludo y si quedan dudas, vuelve a preguntar.
Muchísimas gracias por tu respuesta. Ahora veo más clara la cosa, es que me estaba confundiendo entre tantas variables, y que al final lo que me dices esta en lo correcto. Nuevamente gracias y hasta otra oportunidad.
Leonardo
86.550 pts. si alguin quiere hacerme alguna pregunta mi correo es...
El fenómeno se produce por gradientes de temperatura, absorción de calor y convección.
Te explico:
Cuando calientas el agua con el quemador, la llama estará aunos 600-700ºC o más, mientras que el agua sube hasta los 98º ( concentras el calor en la llama y cuando calienta el metal de la olla este calor se reparte entre el agua )
El agua a 98ºC calienta las 4 ollas de la leche ( se forma otra interfase y otro gradiente de temperatura ) con lo que el calor se vuelve a repartir ) por eso la leche esta solo a 80-82ºC
El rapido enfriamineto del agua se debe a que el volumen relativo del agua sera mucho menos que el de la leche ademas con toda la superficie de contacto de las 4 olla el transito continuo del calor del agua al la leche es rapido y ademas como ya no estas calentando el agua se enfría hasta alcanzar la temperatura de la leche, y después tanto la leche como el agua bajan de temperatura a la vez ( puesto que ya no hay gradiente entre la leche y el agua.
Si tienes más dudas no dudes en preguntar

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