miércoles, 3 de junio de 2020

Funciona una olla a presión

Seguramente habrás notado la diferencia de tiempo de cocción entre una una olla a presión y una sencilla. Lo más probable es que una persona aficionada a la cocina, habrá notado que una olla normal hierve más rápido si se encuentra tapada. Ahora, la respuesta al porqué  es mayor, corresponde a nuestro propósito. Una olla común no es hermética, pero al taparse, evita que la energía en forma de calor se transfiera inmediatamente al ambiente, regresándola al alimento y aumentando la velocidad de cocción. Notarás que se producen burbujas que empujan la tapa hacía arriba, por lo que hay leves incrementos de la presión que son provocados por la expansión de los gases ─el agua expande unas 1600 veces su tamaño─ que son generalmente de agua. En una olla a presión, se produce este efecto magnificado y usamos de nuevo, la ley de gases PV=nRT y como el volumen permanece constante, al igual que la constante R y el número de moles, dependemos de P en el lado izquierdo que aumenta y por consiguiente T en el lado derecho aumenta para conservar la igualdad. Significa que a mayor presión, se necesita más temperatura para hacer hervir la sustancia y es lo que ocurre, entendiendo que la liberación de energía al medio disminuye notablemente. Al recibir mayor temperatura, los alimentos se cuecen a más velocidad y al ser la olla hermética en cuanto a material ─exceptuando lo que sale por las válvulas de seguridad─ el calor dentro de la olla es mayor, aprovechando mejor la fuente de calor y el líquido, cuya variación es mucho menor a si estuviera abierta.

Ollas:

a. Una olla a presión aprovecha el aumento de presión interno para aumentar la temperatura de ebullición y contiene el vapor expandido hasta un cierto límite en el que se accionan las válvulas liberadoras. Esto permite aprovechar tiempo ─masa de agua─ y energía, disminuye el tiempo de cocción y aumenta la velocidad de cocción de los alimentos.
b. Existen mayores ventajas ya que menor tiempo de cocción, implica menor gasto de energía y mayor economía, incluso se habla de menor descomposición de las vitaminas al ser sometidas a menor tiempo de cocción y aumento del sabor que no puede escapar por el cierre hermético. No es obvio, pero también se ahorra agua que no se está evaporando al exterior o, aunque lo hace, lo hace a menor velocidad. A nosotros nos compete la parte física.
c. Los riesgos de explosión, con las seguridades actuales, son mínimos aunque existen.
d. Someter una olla a presión caliente a un baño externo disminuye T y por tanto P, lo que permite, en un tiempo dado, abrir la olla sin peligro. El gas dentro de la olla vuelve a condensarse en gran parte.
e. La temperatura de trabajo en una olla de estas, oscila entre 110 y 120 grados centígrados. La presión interna, apenas supera la presión normal de una atmósfera en poco más de una décima. Para calcularla usé la ley combinada a volumen constante porque la olla no se deforma. (PiViTo=PoVoTi) que ya hemos tratado.

martes, 2 de junio de 2020

Funciona el cinematógrafo

Como siempre, damos por sentado lo más simple y olvidamos darle una correcta explicación. El cine, las películas y los videos que tanto se difunden hoy tienen un funcionamiento sencillo, si puede explicarse apropiadamente. Todos, espero, hemos jugado con una libreta haciendo un dibujo que se va moviendo por cada página apenas unos milímetros y luego hemos hecho un recorrido por las hojas y apreciamos el movimiento en los dibujos hechos. Igual funciona un video, son una sucesión de fotogramas que nos hacen percibir el movimiento, el mínimo para engañar a nuestros ojos, era pasar 24 fotografías en un segundo con ligeras diferencias y voilá tenemos el movimiento. La realidad nos dice que si nos muestran 12 imágenes sería más que suficiente para engañar la persistencia de la visión y desde muy temprano la industria formalizó 24 FPS (Frames Per Second o cuadros por segundo), aunque diferentes formatos de 30, 48 y 50 FPS han estado rondando los estudios para aumentar la calidad de sus películas.

Cinéfilos:

a. La sensación de movimiento ocurre por la persistencia de una imagen en nuestro cerebro, luego de 12 imágenes esa persistencia nos hace percibir movimiento.
b. Los estándares en el mundo son de 24 FPS, aunque pueden disminuir o aumentar dependiendo de cámaras y formatos.
c. Existen 30 FPS o 50 FPS e incluso 240 FPS y hasta 300 FPS. Es difícil que el ojo note todas esas imágenes, pero son funcionales para la televisión de alta definición o para las cámaras lentas que tendrían más datos para procesamiento.
d. En el formato digital, las imágenes vienen en ceros y unos, pero igual la pantalla se refresca unas 24 veces por segundo.
e. Los dispositivos móviles vienen con el estándar FPS (Frames Per Second o cuadros por segundo).
f. Toma una libreta o el borde de un cuaderno y has un dibujo a lápiz, en la siguiente hoja córrelo un poco y levántale un pie o una mano, hazlo en toda la extensión de la libreta y luego pásalo rápidamente, ante tus ojos, verás el movimiento.
g. Los rollos de película antiguos, eran una sucesión de fotografías en nitrato de celulosa ─celuloide─ con agujeros a cada lado para las carretas de arrastre, aunque en un principio no tuvieran tales agujeros.
h. Si, el sonido vendría después y es otra historia completa.

lunes, 1 de junio de 2020

El aumento de área superficial

A veces, pequeños detalles se nos escapan por completo y este podría ser uno de ellos. El aumento del área superficial con respecto al volumen total. Esperen un segundo les explico, si tenemos una esfera de 10 centímetros de radio tendríamos un volumen de 4188,79 centímetros cúbicos de volumen y un área superficial de 1256,64 centímetros cuadrados. si hacemos esferas más pequeñas, de radio 1 cm, su volumen no cambiará, pero el área superficial se incrementará. Un calculo rápido nos muestra que saldrían 1000 esferas de radio 1 cm, de la de radio 10 cm. Su volumen total permanece y el área superficial será ahora 1000 la de radio 1, aproximadamente 12566,4 centímetros cuadrados con un aumento del 1000%. Ahora, si cocinas una zanahoria entera demorarás más en cocinarla que si la partes en cubos o rodajas y esto se debe a que más área expuesta al calor disminuyen el tiempo de cocción. Cada que haces un corte, se expone más área superficial de la que ya había y esto aumenta la acción del calor en su superficie.

Volúmenes:

a. En un objeto dado, el volumen permanece constante, mientras que su área superficial expuesta puede aumentar con cada fraccionamiento.
b. La cantidad de área superficial expuesta afecta tanto la velocidad de reacción como el tiempo de reacción. Una zanahoria se cocinará más rápido mientras más área superficial se descubra.
c. En general la sal de grano fino disuelve más rápido y un cadáver desaparecerá más rápido en ácido si está más desmembrado. El aluminio en polvo arderá con facilidad, no tanto el sólido. La harina puede llegar a ser explosiva en polvo aunque el grano del que procede es inofensivo.
d. ¿Cómo actuarán mejor las drogas absorbidas, con mayor o menor área superficial?
e. ¿Qué disuelve más rápido tu café, el pan entero o porcionado? Un montón de explicaciones que parecen lógicas con un sólo argumento: el aumento del área superficial.
f. Masticar aumenta el área superficial de la comida para que la saliva y enzimas actúen  con mayor efectividad. El ácido estomacal termina ese trabajo para que pueda haber absorción en el intestino delgado.
g. Horacio Uribe, profesor de ingeniería de la U. de A. planteaba que si tomábamos una tiza y la convertíamos en esferas muy pequeñas, podríamos obtener un área superior a la ocupada por Rusia en 1992, partiendo de este mismo principio. Yo nunca lo he demostrado, pero ahí tienen un buen ejercicio.