• X
  • TranslatorsCafe.com
  • Convertoare de unități online
  • Uzual
  • Mecanică
  • Căldură
  • Fluide
  • Sunet
  • Ușoară
  • Electric
  • Magnetism
  • Radiații
  • Diverse
  • Calculatoare
  • Engleză Statele Unite)

Conversia caloriilor (IT)/gram/° C [cal/(g · ° C)] în joule/gram/° C [J/(g · ° C)]

Cum să vă îmbunătățiți recepția telefonului mobil?

Prezentare generală

Căldura face ca moleculele să se miște și această mișcare se numește difuzie moleculară. Cu cât temperatura într-o substanță este mai mare - cu atât moleculele se mișcă și cu atât rata de difuzie este mai mare. Mișcarea moleculelor depinde, de asemenea, de o serie de alți factori, cum ar fi presiunea, vâscozitatea substanței, concentrația acesteia, rezistența la difuzie, distanța pe care o parcurge o moleculă pentru ca difuzia să aibă loc și masa unei molecule . De exemplu, dacă comparăm apa și mierea, vom observa că, cu toate celelalte condiții precum presiunea și temperatura fiind egale, difuzia are loc mai repede în apă, deoarece vâscozitatea sa este mai mică decât cea a mierii.

convertiți

Mișcarea moleculelor necesită energie și, pentru ca moleculele să se miște mai repede, este necesară mai multă energie. Dacă vrem să creștem difuzia prin creșterea temperaturii unei substanțe, de exemplu prin încălzirea acesteia, va trebui să generăm energie pentru a produce această căldură. În acest scop, putem arde niște gaz, cărbune sau lemn. Dacă încălzim mai multe substanțe diferite cu aceeași cantitate de energie, unele substanțe se pot încălzi într-un ritm mai rapid decât altele, din cauza factorilor de mai sus care afectează rata de difuzie a acestora. Pentru a reprezenta aceste proprietăți ale materialelor și substanțelor, folosim termenii de capacitate termică specifică și capacitate termică.

Capacitate termică specifică reprezintă câtă energie (sau căldură) este necesară pentru a schimba temperatura unui obiect cu o masă dată cu o valoare dată. Acest lucru este diferit de capacitate termică, care măsoară cantitatea de energie necesară pentru a modifica temperatura unui obiect sau materie cu o valoare dată. Masa nu este luată în considerare la calcularea capacității termice. Capacitatea de căldură și capacitatea de căldură specifică sunt calculate numai atunci când obiectul sau o substanță se află într-o stare stabilă (de exemplu, un solid). Aceasta înseamnă că substanța nu se schimbă între diferite stări. Acest articol discută atât capacitatea de căldură, cât și capacitatea de căldură specifică, deoarece cele două sunt legate.

Capacitatea de căldură și capacitatea de căldură specifică a diferitelor materiale

Metale

Structura moleculară a metalelor este foarte rigidă. Spațiul dintre molecule este mai mic în metale și alte solide decât în ​​lichide și gaze. Acest lucru oferă moleculelor mai puțină libertate de mișcare și este necesară mai puțină energie (căldură) pentru a le face să se miște puternic și pentru a crește temperatura generală a materialului. Din acest motiv, capacitatea lor termică specifică este foarte mică. Aceasta înseamnă că este foarte ușor să ridicați temperatura metalelor.

Apă

Apa, pe de altă parte, are o capacitate specifică de căldură foarte mare. Prin urmare, în comparație cu alte materiale, este nevoie de mult mai multă energie pentru a încălzi o unitate de masă de apă cu un grad. Capacitatea specifică de căldură pentru apă este semnificativ mai mare decât cea a multor alte fluide, deoarece atomii de hidrogen din moleculele de apă au legături foarte puternice.

Apa este o componentă majoră a majorității organismelor și plantelor vii de pe Pământ, iar capacitatea sa de căldură specifică este o proprietate foarte importantă pentru toate ființele vii. Datorită capacității sale termice specifice ridicate, chiar și în zilele foarte călduroase, căldura nu este în general suficient de ridicată pentru a crește semnificativ temperatura fluidelor interne la animale și plante.

Apa formează un sistem de reglare termică în corpurile de organisme vii și plante, precum și un sistem mai global care controlează temperatura și clima Pământului. Acest lucru se datorează faptului că o mare parte din planeta noastră este acoperită de apă. Chiar dacă căldura generată de radiația solară este ridicată, este nevoie de mult timp pentru a crește temperatura oceanelor și a altor corpuri de apă, iar modificările globale ale temperaturii sunt foarte treptate. Pe de altă parte, planetele care nu au o acoperire de apă atât de extinsă ca Pământul sau chiar locurile de pe Pământ cu foarte puțină apă, de exemplu, deșerturi, au o fluctuație a temperaturii mult mai mare atunci când se schimbă cantitatea de căldură solară. De exemplu, diferența de temperatură a aerului în deșert între zi și noapte este mult mai semnificativă decât fluctuația temperaturii în apropierea sau deasupra suprafeței oceanului.

Capacitatea termică ridicată a apei înseamnă că pierde căldura încet, ceea ce îl face un agent de răcire excelent. Este adesea folosit deoarece apa este în general ieftină. În țările cu climă rece, acesta este circulat în țevi în case pentru a asigura încălzirea. Apa într-o soluție cu etilen glicol este utilizată și la motoarele auto pentru răcire. Etilenglicolul are o capacitate termică mai mică, deci scade capacitatea termică totală a soluției și, prin urmare, eficacitatea sistemului de răcire. Totuși, în același timp, asigură faptul că soluția nu îngheță la temperaturi scăzute. Lichidul de răcire destinat climelor reci folosește mai mult etilen glicol - antigelul este una dintre formulările utilizate în această situație.

Capacitatea de căldură în viața de zi cu zi

Capacitatea de căldură a materialelor afectează cât de repede se încălzesc atunci când toate celelalte condiții sunt egale. Materialele cu capacitate termică ridicată necesită mai multă energie decât cele cu capacitate termică redusă, prin urmare, dacă un obiect cu capacitate termică redusă și un obiect cu capacitate termică mare sunt încălzite cu aceeași cantitate de energie în aceleași condiții, atunci temperatura obiectului cu capacitatea de căldură mai mică va crește mai repede. Pe de altă parte, materialele cu capacitate termică ridicată necesită mai mult timp pentru a se încălzi, dar eliberează această căldură înapoi în mediu și mai lent.

Ustensile pentru gatit

Selectăm materialele pe baza capacității de căldură dacă intenționăm să le folosim pentru a realiza obiecte de zi cu zi, precum vase și tigăi, veselă și alte obiecte care sunt supuse căldurii în timpul utilizării lor. De exemplu, în general, este mai bine să folosiți materiale cu capacitate termică redusă, cum ar fi metalul pentru ustensile de gătit, vase sau tigaie, pentru a vă asigura că căldura trece mai repede la mâncare și pentru a accelera procesul de gătit.

Pe de altă parte, obiectele cu capacitate termică ridicată necesită mult timp pentru a se încălzi și a se răci, prin urmare sunt izolatori buni. Utilizăm astfel de materiale pentru căni și farfurii, mai ales dacă sunt destinate alimentelor calde. Acest lucru asigură că căldura mâncării nu se pierde rapid și că nu ne ardem singuri. Câteva exemple includ ceramică și polistiren.

Izolatori alimentari

Alimentele au, de asemenea, o capacitate de căldură specifică și o capacitate de căldură diferite. Acest lucru depinde adesea de cantitatea de apă care alcătuiește alimentele respective, dar se joacă și alți factori. Este util să cunoașteți capacitatea de căldură a alimentelor atât la gătit, cât și când le consumați. Unele alimente acționează ca izolatoare și, atunci când sunt așezate deasupra altor alimente, captează căldura dedesubt. Dacă alimentele de sub izolatoare au o capacitate termică ridicată și li se oferă suficientă energie pentru a atinge o temperatură ridicată, ele deja nu pierd căldura rapid, iar această proprietate este și mai îmbunătățită de alimentele „izolatoare” care le acoperă. De asemenea, nu pierd apă, pentru că nu există niciun loc unde să se evapore.

Brânza este un bun exemplu de aliment izolator. Când este așezat deasupra unui alt aliment, cum ar fi pizza, acesta se topește și izolează ingredientele de sub el. Există, de obicei, ingrediente sub brânză care au un conținut ridicat de apă, cum ar fi legumele și sosul. Din această cauză, au o capacitate termică ridicată, așa că, după ce se încing, nu pierd cu ușurință această căldură, iar această proprietate este îmbunătățită și mai mult de izolatorul de brânză. Acesta este motivul pentru care pizza direct din cuptor este foarte fierbinte și nu se răcește rapid. Această proprietate face posibilă livrarea pizza - dacă este transportată într-o pungă bine izolată, ajunge la ușa clientului încă fierbinte.

Sosurile sunt uneori folosite în mod similar cu brânza. Sunt izolatori deosebit de buni dacă au un conținut ridicat de grăsimi, de exemplu, sosuri cremă.

Izolatorii necomestibili sunt, de asemenea, uneori folosiți la gătit. De exemplu, bucătarii din America Centrală, Filipine, India, Thailanda, Vietnam și multe alte țări folosesc frunze de banană în locul izolatorilor comestibili. Folia de aluminiu este adesea folosită în același mod, de asemenea. Nu numai că împiedică evaporarea apei și menținerea căldurii în interior, dar, de asemenea, împiedică supraîncălzirea și arderea părților proeminente, cum ar fi aripile de pui sau curcan,.

Metode de gătit

Alimentele bogate în grăsimi sau ulei, cum ar fi brânza, au o capacitate termică redusă. Devin fierbinți cu mai puțină căldură decât alimentele cu capacitate termică ridicată, iar acest lucru le permite adesea să atingă temperaturi suficient de ridicate pentru o reacție de rumenire, cunoscută sub numele de reacția Maillard. Este o reacție chimică între anumite zaharuri și aminoacizi care schimbă aspectul și aroma alimentelor și este esențială în multe metode de gătit, cum ar fi coacerea și prăjirea. Folosim uleiuri pentru prăjire și prăjire pentru a crește temperaturile de la suprafața diferitelor alimente, pentru a crea condițiile necesare reacției Maillard.

Gătit cu zahăr

Zahărul are o capacitate termică chiar mai mică decât uleiul. Se încălzește foarte repede și poate fi un pericol în timpul gătitului, mai ales atunci când faceți bomboane sau caramel. La topirea zahărului, bucătarul trebuie să ia măsurile necesare pentru a se asigura că zahărul topit nu este vărsat accidental pe piele. Dacă se produce o astfel de deversare, aceasta poate provoca o arsură severă, deoarece zahărul utilizat pentru gătit poate atinge temperaturi de până la 175 ° C (350 ° F). În unele cazuri, este posibil ca bucătarul să verifice temperatura și consistența zahărului, dar trebuie făcut cu un termometru, pentru a evita atingerea acestuia cu pielea goală. În funcție de scopul în care este utilizat zahărul topit, o metodă de picurare a apei reci explicată mai jos poate ajuta la determinarea temperaturii și consistenței zahărului.

Când zahărul sau siropurile de zahăr sunt gătite la temperaturi diferite, acestea au proprietăți diferite. Siropul de zahăr încălzit poate fi lichid, cum ar fi cea mai lichidă miere, solidă sau orice altceva între ele. Rețetele specifică de obicei la ce temperatură trebuie să ajungă zahărul pentru a fi gata de utilizare, dar deseori specifică și denumirea etapei pe care o atinge, cum ar fi etapa de bilă moale sau etapa de bilă tare. Numele de scenă corespunde consistenței zahărului. Pentru a determina această consistență, bucătarul plasează câteva picături de zahăr topit în apă cu gheață pentru a-l răci instantaneu, apoi examinează aceste picături cu mâinile goale pentru a constata. De exemplu, dacă zahărul nu este suficient de lichid, dar suficient de flexibil pentru a face o minge, acesta se află într-o etapă cu minge moale. Dacă este solid odată răcit și este dificil, dar este posibil să-și schimbe forma cu degetele, atunci se află într-o etapă dură. Acesta este metoda picăturii de apă rece. De multe ori bucătarii folosesc atât citirile termometrului, cât și metoda picăturii de apă rece pentru a verifica dacă zahărul este gătit la consistența corectă.

Siguranța alimentară

Este util să cunoașteți capacitatea termică a alimentelor pentru a vă asigura că acestea sunt încălzite sau refrigerate la temperatura potrivită, pentru a preveni deteriorarea sau creșterea paraziților. De exemplu, pentru a atinge o anumită temperatură, alimentele care au o capacitate termică mai mare trebuie să fie gătite sau refrigerate mai mult sau cu mai multă intensitate, în comparație cu alimentele cu capacitate termică redusă. Timpii de gătit sunt, prin urmare, determinați pe baza capacității de căldură a ingredientelor, care, la rândul său, este dependentă de conținutul de apă și de cantitatea de apă care se evaporă. Aceasta din urmă se datorează faptului că evaporarea apei necesită o cantitate mare de energie. Adesea, un termometru este, de asemenea, utilizat pentru a verifica temperatura pentru a determina dacă mâncarea este gătită - acest lucru este obișnuit atunci când gătiți carne sau pește.

Cuptoare cu microunde

Eficacitatea încălzirii alimentelor într-un cuptor cu microunde depinde, printre altele, de capacitatea termică specifică a produselor utilizate. Când cuptorul este în funcțiune, microundele pe care le emite fac ca moleculele din substanțe precum apa sau grăsimile să se miște mai frecvent. Acest lucru încălzește mâncarea. Capacitatea termică specifică mai mică a uleiurilor face ca moleculele lor să fie mai ușor de excitat și, din această cauză, alimentele grase încălzesc la temperaturi mai ridicate decât apa. Acest lucru poate face ca alimentele să se rumenească ca urmare a reacției Maillard. Alimentele cu conținut ridicat de apă nu suferă această reacție deoarece necesită temperaturi, care sunt mai mari decât cele la care sunt atinse alimentele cu capacitate termică ridicată.

Capacitatea grăsimilor și uleiurilor de a atinge temperaturi ridicate în cuptorul cu microunde poate fi un pericol, mai ales dacă utilizatorii cuptorului nu respectă măsurile de siguranță corespunzătoare. De exemplu, atunci când gătiți alimente cu un conținut ridicat de ulei, este mai bine să nu folosiți deloc plasticele, deoarece acestea ar putea fi topite de temperaturile ridicate la care ajung alimentele grase. De asemenea, este bine să vă amintiți când mâncați astfel de alimente că sunt foarte fierbinți.