Calor Especifico de La Papa

Calor especifico de la papa (Cp).
Para la determinación del Cp de la papa se hizo uso de un calorímetro. Calorímetro es un

instrumento que permite cuantificar la cantidad de calor cedido o absorbido por un
sistema colocado en su interior. Posee un dispositivo para medir la temperatura y una
pared adiabática que impide la transferencia de calor hacia los alrededores (Martínez,
2007).
Materiales y equipo:
● Calorímetro.
● Vaso precipitado 500 ml.
● Parrilla eléctrica.
● Papa.
● Agua destilada.
● Termómetro de mercurio.
● Balanza analítica.
Metodología:
1. Medir la capacidad de volumen del calorímetro (225ml).
2. Se pesó el calorímetro vacío con todos los accesorios. Obteniendo una masa la cual
fue registrada como Mo.
3. Se calentó agua en un vaso de precipitado, hasta llegar a una temperatura 58°C
mayor que la del ambiente.
4. Se vacío el agua caliente al calorímetro y se cerró
5. Se pesó el calorímetro con el agua caliente y los accesorios. La masa obtenida se
registró como M´. La masa del agua caliente es:
M1= M´- Mo …….. (1.1)
6. Se agito el agua del calorímetro y la del vaso con agua fría, hasta que se observó
que sus temperaturas se estabilizaron. Se anotaron estas temperaturas T1 la del
calorímetro y T2 la del vaso con agua fría.
7. Se vertió rápidamente el agua fría, en el calorímetro, hasta por un par de
centímetros por debajo de su borde. Se cerró el calorímetro y se agito la mezcla. Se
observó el descenso de la temperatura hasta que se alcanzó un valor estacionario.
Y esta temperatura final se registró como t.
8. Se pesó nuevamente el calorímetro completo. El valor de la masa obtenida quedo
registrado como M´´. la masa de agua fría es:
M2= M - M´ …….. (1.2)
9. Mediante la expresión anterior, se calculó K, equivalente en agua del calorímetro.
10. Se repitió el experimento un par de veces más y se tomó como valor, la media de
los tres valores obtenidos.
Figura 1. Calorímetro utilizado.
Lo primero fue obtener el valor de la constante del calorímetro con la siguiente ecuación
(Sharma. 2003):
𝑀2*𝐶𝑝𝑊*(𝑇2−𝑇𝑒)−𝑀1*𝐶𝑝𝑊*(𝑇𝑒−𝑇1)
𝐾 =⎡ ⎤
⎣ (𝑇𝑒−𝑇1) ⎦
En dónde:
K = Constante del calorímetro M2 = masa del agua caliente (kg)
CpW = Capacidad calorífica del agua (KJ/g°C) Te = Temperatura de equilibrio (°C)
T2 = Temperatura del agua caliente. (°C) T1= Temperatura del agua fría (°C)
M1 = masa del agua fría.
Datos para la determinación de la constante de calorimetría
Muestra 1 2 3
M2 (Kg) 0.10906 0.10817 0.10919
M1 (Kg) 0.11025 0.11022 0.11030
T2 (°C) 58 58 58
Te (°C) 33 33 34
T1 (°C) 15 16 15
CpW (K𝐽/𝑔° C) 4.18 4.18 4.18
K 0.1723 0.1740 0.1733
K promedio 0.1732
Secuencia de calculo
Ejemplo: Muestra 1
𝐾𝐽 𝐾𝐽
(0.10906 𝑘𝑔)*(4.18 𝐾𝑔°𝐶 )*(58−33°𝐶)−(0.11025 𝐾𝑔)*(4.18 𝑘𝑔°𝐶 )*(33−15°𝐶) ⎤
𝐾 = ⎡⎢ (33−15°𝐶) ⎥
⎣ ⎦
Para el valor de Cp de la papa se usó la misma metodología exceptuando el punto 5 donde

ahora se pesa papa y la temperatura a la que se encuentra la papa se mide con el
termómetro de mercurio insertando el termómetro en la papa.
La papa se trocea hasta un tamaño fino para facilitar la interacción de la transferencia de
calor (Salazar, 2007).
Para calcular el valor del Cp del jugo se utilizó la siguiente ecuación (Sharma. 2003):
(𝑚1+𝐾)(𝑇𝑒−𝑇1)
𝐶𝑝 = (𝑚2)(𝑇2−𝑇𝑒)
Dónde:
𝐶𝑝= Calor específico de la papa (J/Kg°C)

𝑚1= Masa del vaso del calorímetro (g)
𝑚2=Masa del calorímetro con muestra (g)
K = constante de equilibrio.
Te = temperatura de equilibrio (°C)
T1 = temperatura del alimento (°C)
T2 = temperatura del agua caliente (°C)
Determinación de capacidad calorífica de la papa.
Datos de cada muestra para la prueba de calorimetría

Papa
Muestra 1 2 3
m1 (g) 0.0295 0.0295 0.0295
m2 (g) 0.2611 0.2722 0.2634
T1 (°C) 26 25 26
T2 (°C) 40 40 40
Te (°C) 35 34 34
Figura 2. Calorímetro con papa y agua.
Secuencia de cálculo
Ejemplo: Muestra 1
(0.0295 𝐾𝑔+0.1732)(35−26°𝐶)
𝐶𝑝 = (0.2611 𝐾𝑔)(40−35°𝐶)
= 1.39 J/Kg°C
Valores obtenidos de Cp (J/Kg°C ) de la papa.

Muestra
1 1.39
2 1.03
3 1.16
Promedio 1.19
Desviación 0.18
CV % 10.12
Obteniendo los valores de Cp de la papa se puede observar que existe un rango de

diferencia en el valor teórico de referencia, que es de 1.93-3.67 J/Kg°C (Ashrae, 2002.) con
los valores obtenidos experimentalmente y esto se debió a que la determinación del Cp se
realizó por el método de las mezclas y este método requiere que sean sustancias liquidas
los objetos de estudio, la papa se trituro y se trató de asemejar a un líquido pero no era
completamente liquido por lo cual ambas sustancias, papa y agua, ambos productos no
sufrieron un intercambio de calor adecuado para que se alcanzara el equilibrio térmico
satisfactorio y así los valores obtenidos fueran más confiables para la determinación del Cp
y por lo cual esto influyo a que no se llegara a los valores deseados de referencia.
Por lo anterior se propone el cálculo del Cp de la papa a través de una ecuación predictiva
que se basa en la composición química de los alimentos que es la siguiente:
𝐶𝑝2 = 1. 424 𝑚𝑐 + 1. 549𝑚𝑝 + 1. 675𝑚𝑓 + 0. 837𝑚𝑎 + 4. 187𝑚𝑚
En donde m es la fracción en peso de y los subíndices c, p, f, a, y m se refieren
respectivamente a hidratos de carbono, proteína, grasa, cenizas y humedad.
Tabla .- Composición química de la papa (Ashrae, 2002)
Humedad 77.96%
Carbohidratos 18.98%
Proteína 2.07%
Grasa 0.1%
Fibra 0.1%
Cenizas 0.89%
Calculo de Cp a través de la ecuación predictiva con respecto a la composición química de

la papa:
𝐶𝑝2 = 1. 424 (0. 1898) + 1. 549(0. 0207) + 1. 675(0. 001) + 0. 837(0. 0089) + 4. 187(0. 7796) =
3.57
Bibliografía:
Sharma. 2003. “Ingeniería de Alimentos”. Ed. Limusa. México.
Ashrae, 2002. “Manual de refrigeración para alimentos”. España.
Martínez, 2007. “Calorimetría, Departamento de química”. México.
Salazar, 2007. “Diseño de un calorímetro adiabático, tesis para ingeniera física”.
Universidad de chile. Chile.

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