Diseño, construcción e instalación de un equipo para determinar el calor específico de néctares

Abstract

En el presente trabajo de tesis se ha realizado el diseño y construcción de un equipo para determinar el calor específico de néctares. Se ha hecho la aplicación de la primera ley de la termodinámica a un proceso de calentamiento a llevarse a cabo en el equipo, considerándose un sistema termodinámico el cual está compuesto por el néctar y la capa de metal que rodea al mismo, como resultado de esta aplicación se obtuvo una ecuación que relaciona el calor específico del néctar con la temperatura. El equipo está conformado por un cilindro de pared compuesta, una resistencia eléctrica, un motor eléctrico con agitador, un termómetro digital y las conexiones eléctricas (enchufe y cable vulcanizado). El cilindro de pared compuesta posee tres capas, siendo la primera y la tercera capa de acero inoxidable; la segunda capa lo conforma la lana de vidrio o aislante térmico, cuyo fin es reducir en gran medida el flujo de calor perdido por el sistema termodinámico a través de las capas del equipo al aire exterior, cuando se lleve a cabo el proceso de calentamiento. Los mecanismos básicos de transferencia de calor se aplican al diseño del equipo, con el fin obtener una ecuación que relaciona el flujo de calor perdido por el sistema termodinámico con el espesor de la capa de aislante; lo cual mediante la simulación en una hoja de cálculo de Excel, sirvió para determinar el espesor adecuado del aislante térmico. También se determinaron los parámetros de operación del equipo, cuyos valores se mantuvieron constantes en todos los experimentos que se realizaron en el equipo. Se realizaron tres experimentos utilizando néctar de cocona, refresco de cocona y néctar de camu camu. En cada experimento se determinó la ecuación del calor específico en función de la temperatura y el calor específico promedio correspondiente al intervalo de temperatura en el que se llevó a cabo el proceso de calentamiento.