Лабораторные работы по учебной дисциплине Физика в кулинарии

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Ростовской области

Донской техникум кулинарного искусства и бизнеса .

Руководства по выполнению лабораторных работ

по учебной дисциплине

Физика в кулинарии

Для профессии НПО 260807.01 Повар,кондитер

Разработчик:

преподаватель высшей

квалификационной категории

Негодаев В.И.

Запланированные лабораторные работы:

1. Лабораторная работа №1. Определение влажности воздуха с помощью гигрометра и психрометра.

Цель: закрепить измерительные и расчетные навыки,

научиться применять теоретические знания в практике,

научиться пользоваться психрометром и гигрометром, психрометрической таблицей

2. Лабораторная работа 2.

Определение удельной теплоемкости овощей.

Цель работы:закрепление измерительных навыков,

применение теоретических знаний в практике,

сравнение удельных теплоемкостей различных продуктов .

Лабораторная работа №1. Определение влажности воздуха с помощью гигрометра и психрометра.

Цель: закрепить измерительные и расчетные навыки, научиться применять теоретические знания в практике, научиться пользоваться психрометром и гигрометром, психрометрической таблицей.

Оборудование: гигрометр волосной, психрометр, сосуд с водой, психрометрическая таблица, справочник по физике и технике ,термометр.

Краткая теория

За счет испарения воды в воздухе всегда содержится водяной пар. Содержание водяного пара в воздухе называется влажностью. Водяной пар оказывает давление дополнительное к давлению воздуха, его называют -парциальное давление (р). Оно зависит от температуры пара , его концентрации. p=nkT При определенной температуре, которую называют «точка росы» водяной пар становится насыщенным и конденсируется. Давление ,которое оказывает насыщенный водяной пар при данной температуре ,называется абсолютной влажностью (р_о). (Его можно найти в справочнике ). Отношение парциального давления водяного пара при данной температуре (р) к давлению насыщенного пара при этой же температуре (р_о) называется «относительная влажность воздуха».(Ф): Относительная влажность показывает как далек от насыщения водяной пар . содержащийся в воздухе. Относительную влажность измеряют волосным гигрометром и психрометром. Действие волосного гигрометра основано на способности обезжиренного человеческого волоса присоединять молекулы воды ,в результате чего длина волоса увеличивается и возникающая при этой деформации сила упругости,приводит в движение стрелку-указатель на шкале гигрометра. (от греч.Hygros - влажный ) Принцип действия психрометра основан на сравнении температуры сухого термометра и влажного термометра.( др.-греч. ψυχρός - холодный ) Показания влажного термометра зависят от скорости испарения воды с поверхности его резервуара, а скорость зависит от степени насыщенности воздуха водяным паром ,и чем меньше водяного пара в воздухе, тем больше испаряется воды, тем меньше температура влажного термометра, тем больше разность показаний между сухим и влажным термометром. Учеными-экспериментаторами составлены таблицы , в которых отражается зависимость между показаниями сухого термометра и разностью показаний сухого и влажного термометров,их называют психрометрическими таблицами.

Ход работы

1.Записать показания сухого термометра психрометра(t^o_c).Занести показания в таблицу. 2.Налить в колбу психрометра воду, дождаться пока батистовая ткань, обёрнутая вокруг резервуара термометра, намокнет ,и вода с неё начнёт испаряться, и как только показания влажного термометра перестанут изменяться ,записать их в таблицу (t^o_вл.) 3.Найти разность показаний сухого и влажного термометра Δt^o=(t^o_c-t^o_вл.).Занести в таблицу. 4.Найти в психрометрической таблице число на пересечении строки «показания сухого термометра» и столбца «разность показаний сухого и влажного термометров» -это число показывает относительную влажность воздуха в данной точке помещения в %.(Ф_псих) 5.Разместить в точке измерения волосной гигрометр (Ф_в._г). Записать его показания. Сравнить с влажностью, определённой с помощью психрометра. 6.Провести измерения влажности воздуха у доски, на окне, на улице, в мастерской. 7.Проанализировать показания гигрометров. Сделать вывод.

№ опыта

где измерено

(t^o_c).

(t^o_вл.)

Δt^o= (t^o_c-t^o_вл.).

(Ф_псих)%

(Ф_в._г).

ΔФ

1

у кл.доски

2

на окне

3

на улице

4

на кухне

Контрольные вопросы: 1.Зависит ли относительная влажность от температуры воздуха?2.При какой влажности должны храниться продукты: зелень, сахар, мясо, картофель?3. Чему равна разность показаний термометров психрометра в бане? 4.Где влажность в холодильнике наивысшая, наименьшая?

Лабораторная работа 2.

Определение удельной теплоемкости овощей.

Цель работы:закрепление измерительных навыков,применение теоретических знаний в практике,сравнение удельных теплоемкостей различных веществ.

Оборудование:калориметр,термометр,набор различных овощей ,сосиска,яйцо вареное ,весы,разновесы ,мерный стакан,электрочайник.

Краткая теория.

Одной из теплофизических характеристик вещества является удельная теплоемкость.

Удельная теплоемкость показывает ,какое количество теплоты требуется для нагревания 1кг вещества на 1^о.

Количество теплоты (Q) необходимое для нагревания тела массой ( m) от температуры (Т₁ )до температуры (Т₂) рассчитывается по формуле: Q=mcΔT

Отсюда находим, что удельная теплоемкость равна где Q-количество теплоты, которое получило испытуемое тело. Чтобы определить, сколько теплоты получило тело, необходимо поместить его в нагретую воду налитую в внутренний стакан калориметра, дождаться наступления теплового равновесия между телом и водой (1-2мин) и измерить температуру воды с телом. Согласно закону сохранения энергии, тело получило столько же теплоты, сколько его отдала теплая вода и стакан калориметра.

Допустим, что стакан калориметра имеет массу m_к и температуру Т₁,масса воды в стакане m_в и температура Т₁ ,как у стакана. Погружаемое в стакан тело имеет массу m_т и комнатную температуру Т_к получает от воды количество теплоты Q_т=m_тс_т(Т-Т_к), которое отдали теплая вода Q_в=m_вс_в(Т-Т₁) и стакан Q_c=m_сс_с(Т-Т₁).

Запишем уравнение теплового баланса: Q_т=Q_в+Q_c или в развернутом виде:

m_тс_т(Т-Т_к)=m_вс_в(Т-Т₁) +m_сс_с(Т-Т₁),где Т - температура остывшей воды из этого уравнения находим удельную теплоемкость тела:

Ход работы

1.Зарисовать таблицу.для занесения в неё измеряемые величины.

№опыта

масса продукта

m_Т

(кг )

Темпе

ратура в классе

Т_к

(град)

масса стакана

m_c

( кг )

масса воды

mв

(кг )

темпе

ратура стакана

Т₁

(град)

темпе

ратура воды

Т₁

(град)

темпе

ратура равнове

сия

Т

(град)

уд.тепл.

стакана

с_с

Дж/кг град

уд.тепл

.воды

с_в

Дж/кг град

уд.тепл.

тела

с_Т

Дж/кг град

1.

2.

3.

среднее

2.Измерить массу продукта.

3.Измерить массу стакана.

4.Измерить массу воды.

5.Измерить температуру в классе.

6.Измерить температуру воды и стакана калориметра.

7.Погрузить продукт в воду дождаться теплового равновесия (температура на термометре в воде уже не меняется).

8.Расчитать удельную теплоемкость продукта .(Удельную теплоемкость воды и стакана брать из справочника)

9.Опыт провести ещё два раза.

10.Расчитать среднее значение удельной теплоемкости продукта.

11.Сделать вывод.

12.Заменив овощ повторить шаги1-10.

Контрольные вопросы:

1.Почему кашу в больших емкостях не доваривают?

2.Почему в Сочи климат мягкий по отношению к Ростову-на-Дону?

3.Почему основным теплоносителем для повара служит вода?

4.Для чего турке нужен песок?

5