Enfriar una Taza de Café

Tienes una taza con 200 gramos de café a 100ºC., demasiado caliente para beberlo. Se exponen varias estrategias de enfriamiento, apoyándose en el calor específico, cambios de fase, y enfoque del equilibrio térmico.

Añadir Agua Fría ¿cuanto se enfriará el café añadiéndole 50 grs. de agua a 0ºC.? Añadir Hielo ¿cuanto se enfriará el café añadiéndole 50 grs. de hielo a 0ºC.?

Forzar evaporación Supongamos que empezamos con 300 gr. de café a 100ºC., y forzamos a evaporarse 50 gr. del mismo, dejando una masa final de 250 gr.

Enfriar una Taza de Café

Tienes una taza con 200 gramos de café a 100ºC., demasiado caliente para beberlo. ¿cuanto se enfriará añadiéndole 50 gr. de agua a 0ºC.?.

Calor perdido por el café = calor ganado por el agua -Qcafé = Qagua -cmcΔTcafé = cmwΔTagua 20.000 - 200Tf = 50Tf

Enfriar con Hielo Enfriar por Vaporización

Enfriar una Taza de Café

Tienes una taza con 200 gramos de café a 100ºC., demasiado caliente para beberlo. ¿cuanto se enfriará añadiéndole 50 gr. de hielo a 0ºC.?.

Calor perdido por el café = calor ganado por el hielo -Qcafé = Qhielo -cmcΔTcafé = miLf + cmiΔThielo 20.000cal - 200Tf = 4000cal + 50Tf Variar Parámetros

Enfriar con Agua Enfriar por Vaporización

Enfriar una Taza de Café

Tienes una taza con 300 gramos de café a 100ºC., demasiado caliente para beberlo. ¿Cuanto se enfriará, forzando la evaporación de 50 gr. y dejando por tanto 250 gr.?

Calor perdido por el café = calor de vaporización -Qcafé = Qvaporización -cmcΔTcafé = mvLv (1 cal/gm°C)(250gm)(100-Tf)=(540cal/gm)(50gm) 25.000 - Tf = 27.000 Pero esto no puede ser correcto porque dá una temperatura negativa (-8ºC.) y la ecuación del calor específico Q = cmΔT es solamente válida, mientras no se produzca un cambio de fase, de modo que con esta ecuación no podemos pasar de 0ºC. Si se extraen 25.000 calorías, hemos enfriado todo el café hasta 0ºC., pero aún quedan 2.000 calorias por extraer. Estas calorías congelará parte del café: (2000 cal)/(80 cal/gm) = 25 gm congelado en 0°C

Enfriar con Agua Enfriar con Hielo