(TIỂU LUẬN) CHƯƠNG 1 NHIỆT ĐỘNG lực học cơ bản NĂNG LƯỢNG

XIN CHÀO THẦY VÀ CÁC BẠN ĐẾN PHẦNTHUYẾTTRÌNH CỦA GROUP 1-nhóm CHƯƠNG 1: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CƠ BẢN Mục lục Giới thiệu Năng lượng Entropy Phân phối Boltzmann Tập trung vào hệ thống - enthalpy Năng lượng miễn phí trạng thái cân Tiềm hóa học 8.Độ phân giải Hoạt động nước giới thiệu Chúng hy vọng thực phẩm thay đổi theo thời gian, công thức nấu ăn đề xuất thời gian nấu, bao bì ghi thời hạn sử dụng Chúng tơi trả nhiều tiền cho loại rượu whisky 10 năm tuổi so với năm tuổi Một số thay đổi xảy giây thay đổi khác vài năm; số cải thiện chất lượng thực phẩm thay đổi khác làm hại Dù theo chế việc kiểm sốt thay đổi thực phẩm để tối ưu hóa chất lượng đảm bảo an toàn nhiệm vụ hàng đầu nhà công nghệ thực phẩm Nếu quan sát thấy thay đổi, biết có mặt nhiệt động lực học động học Nếu khơng thấy gì, khơng thay đổi mặt nhiệt động lực học xảy mặt nhiệt động lực học mặt động học chậm Chúng ta trở lại câu hỏi động học Chương 3, chương này, giới thiệu kiến thức nhiệt động lực học Nhiệt động lực học tiên đề chủ đề: có nghĩa là, dựa số phát biểu đơn giản cách vũ trụ quan sát để phát triển Những tuyên bố (định luật nhiệt động lực học) dựa quan sát dựa chứng bên nào, chúng chấp nhận, toàn hệ thống tuân theo cách logic Không thật mong đợi định luật nhiệt động lực học bị lật đổ, nhiều người ta nói nỗ lực người, lý thuyết NĂNG LƯỢNG “Năng lượng” sử dụng phổ biến q trình hội tụ thơng thường, dễ bị phân tâm khỏi định nghĩa khoa học thức Một thứ có lượng có khả hoạt động tức chuyển động khối lượng chống lại lực nghịch VD: Nâng nặng chống lại trọng lực công việc , kéo sắt khỏi nam châm ( tức tác dụng ngược lại từ trường ) thổi bong bóng xà phịng tức tác dụng ngược lại sức căng bề mặt , xem chương 15 ) Bất nói lượng , hình dung cách mà khai thác VD: Một lị xo nén có lượng tưởng tượng việc sử dụng để bắn bóng khơng khí , tương tự bong bóng bay có lượng tưởng tượng va vào thiết bị bập bênh phóng bóng thứ hai lên Các ví dụ khác phức tạp có giá trị Xăng nguồn cung cấp lượng cho ơtơ , đốt cháy động để cung cấp lượng cho giãn nở xi lanh làm trục quay trực truyền động cuối làm quay bánh xe Tuy nhiên , sử dụng lượng cách không hiệu để di chuyển xe khổng lồ lên đồi chống lại lực hấp dẫn Tương tự , đường chất béo phân hủy phân hủy tế bào , chúng tạo sức mạnh cho co thắt đẩy bạn lên đồi cách chống lại lực đối nghịch trọng lực Mặc dù hai hoạt động không hiệu - chúng biện minh với đủ lớn , với phần lớn lượng bị lãng phí cho xăng thực phẩm có lượng định hai khai thác để di chuyển khối lượng chống lại lực đối nghịch Năng lượng xuất hai dạng: lượng Thế hấp dẫn: E=mgh (1) (Trong E khối lượng vật thể , g gia tốc xoay chiều trọng lực (~10ms-2), h độ cao chuyển đổi thơng thường.) Một ví dụ khác sợi dây cao su kéo căng giữ vị trí chống lại xu hướng co lại Chúng ta viết phương trình tương tự Eq Để mơ tả sợ dây cao su , cần thay g h thuật ngữ mô tả độ bền cao su mức đọ giãn Thật , chất lực ( ví dụ lực hấp dẫn Điện từ , bề mặt hạt nhân ), khối lượng lượng vị trí so với , dạng phương trình lượng tương tự phương trình (1) ĐỘ PHÂN GIẢI Cách tiếp cận chúng tơi để tính tốn tiềm hóa học dung dịch hàm thành phần gián tiếp Chúng ta bắt đầu với tiềm hóa học hỗn hợp khí lý tưởng, khơng phải thực phẩm mà thứ hiểu rõ từ định luật khí, sau phép loại suy liên hệ tính chất chúng với đặc tính dung dịch thực phẩm lý tưởng cuối thực phẩm Từ định luật chất khí, hóa học khí lý tưởng tăng áp suất là: Điện hóa học nhiều loại khí đo áp suất 1atm lập bảng thành trạng thái tiêu chuẩn khí (ký hiệu o): (Sử dụng phương trình (9) giá trị biết hóa học khí trạng thái tiêu chuẩn, tính hóa học áp suất khác.) Vì áp suất tạo khác biệt nhỏ đặc tính pha ngưng tụ, bỏ qua thuật ngữ áp suất tổng viết lại phương trình(9) để cung cấp điện hóa học thành phần hỗn hợp dạng hàm số đặc thang phần mol : (10) Thực tế hỗn hợp khí phân tử gần tương tác với Chúng ta sửa đổi phương trình (10) để tính đến tương tác hóa học cách thay thuật ngữ nồng độ hoạt độ (aA): (11) Hoạt độ nồng độ "hiệu quả" nhiệt động lực học Trong phương trình (11), chúng tơi nói nồng độ thực tế A hỗn hợp (xA), hoạt động giống pha loãng lý tưởng nồng độ aA Hoạt độ biểu thị dạng tích nồng độ hóa chất thực hệ số hoạt độ (γA): (12) Các phân tử chuyển động khi, trạng thái cân bằng, hoạt động chúng điện hóa học tất giai đoạn nhau, đồng tâm chúng khơng Do đó, ví dụ phân vùng mùi thơm thảo luận trước đó, có nồng độ EH nước lớn nhiều so với khoảng không hoạt tính nồng độ hóa học EH hai pha Hơn nữa, EH pha khí cho hoạt động lý tưởng (phân tách phân tử lớn, nồng độ tương đối thấp), nồng độ đo khí hoạt độ khí trạng thái cân hoạt độ pha nước Có lẽ phép đo hoạt tính thường khai thác thực phẩm hoạt độ nước, chủ đề phần HOẠT ĐỘ CỦA NƯỚC Bằng cách kiểm soát nước, nhiều phản ứng hư hỏng thực phẩm, bao gồm phát triển vi sinh vật, xảy ra, thời hạn sử dụng kéo dài Bởi thước đo tiềm hóa học, hoạt động nước thực phẩm liên quan đến khả sẵn có phản ứng hư hỏng lượng nước thực tế có Tốc độ phản ứng nước-pha ous, bao gồm phản ứng xúc tác enzyme phát triển vi sinh vật, thường giảm nhanh chóng theo hoạt tính nước Hình Minh họa vật lý trình sử dụng để đưa thực phẩm đến hoạt động nước xác định Bình chứa đậy kín, chất bên để đến trạng thái cân để hoạt độ nước tất pha không đổi đệm cho hoạt độ nước dung dịch muối bão hòa Hoạt độ nước đo lường dễ dàng cách đậy kín vài gam thực phẩm chảo nhỏ để thực phẩm đạt trạng thái cân với khơng khí bao quanh Ở trạng thái cân bằng, hoạt độ nước thực phẩm hoạt độ nước khơng khí, hầu hết chất khí mức lý tưởng, hoạt độ nước khơng khí với áp suất ngang nước khơng khí Máy đo hoạt độ nước khác đo độ ẩm khơng khí theo nhiều cách khác nhau, thiết kế phổ biến làm lạnh gương điện chạm đến điểm sương khơng khí (một chức độ ẩm khơng khí) sương mù bao phủ Thực phẩm đưa đến nơi có hoạt tính nước biết cách cho phép đạt trạng thái cân với khơng khí có độ ẩm biết Điều thường thực cách đặt mẫu thực phẩm vào buồng kín có chứa dung dịch muối bão hòa với số tinh thể muối chưa hịa tan dư thừa diện (Hình 6.) Hoạt độ nước dung dịch giảm theo phần mol solutionin phụ thuộc vào chất tan (phương trình.(11)) Do đó, dung dịch bão hịa muối khác có hoạt độ nước khác (Bảng 1.1) Sự diện tinh thể muối chưa hòa tan dùng để đệm thành phần pha dung dịch; số nước bay hơi, nhiều tinh thể hình thành solu-tion bão hịa hoạt tính nước khơng thay đổi Ngồi ra, số nước bị dung dịch hấp thụ, số tinh thể hòa tan dung dịch bão hòa hoạt độ nước không thay đổi Satu-dung dịch muối định mức cố định độ ẩm tương đối không khí buồng thực phẩm tăng độ ẩm theo phản ứng đạt đến hoạt độ nước giống dung dịch muối bão hòa Bảng 1.1 Độ ẩm tương đối cân dung dịch muối bão hòa chọn 25 ° C (từ Wolf cộng 1984) Ví dụ: Hệ thống đẳng nhiệt hút ẩm táo Sá et al (1999) cắt lát táo đông khô để loại bỏ Sau đó, họ niêm phong chúng khoang chứa dung dịch muối bão hòa khác (Hình 6.) để khoang đạt trạng thái cân Bằng cách đo khối lượng thu gam táo khô vẽ biểu đồ so với hoạt độ nước muối solu-tions, Sá etal đo đường đẳng nhiệt hấp thụ độ ẩm táo (Hình 7.) Điều cần lưu ý Hình khơng đầy đủ - khơng cho thấy trái tươi, ngậm nước đầy đủ Trái tươi có lẽ có độ ẩm 85% (hoặc khoảng 5,6g nước gam chất rắn tính theo trọng lượng khơ), trục y Hình đạt xấp xỉ 1,4g / g (khoảng 58% nước) Do đó, hầu táo loại bỏ cách giảm hoạt độ nước mơi trường đến 0,93 (dung dịch bão hịa hoạt độ nước cao sử dụng) Phần lớn độ ẩm hầu hết loại trái tươi thịt có hoạt tính gần thuộc tính tương tự nước nguyên chất Nếu sản phẩm cắt p h i t r ê n b ấ t c ứ thứ trừ ngày ẩm ướt nhất, nhanh chóng độ ẩm vào khơng khí, khơ, héo Chúng tơi tưởng tượng thực phẩm ẩm phân tử thực phẩm (ví dụ, đường, axit, pectin, xenlulo) bao quanh lượng lớn nước (Hình 8.a) Trong trường hợp này, phần lớn nước phân tử khác xa chất hịa tan, tài sản họ không bị ảnh hưởng chúng.Các phân tử nước có hóa chất tiềm gần với nước tinh khiết dễ dàng bị đuổi thực phẩm bị khơ (tức nồng độ nước có nghĩa lượng nước cao tiềm hóa học “xu hướngrời khỏi") Hình Hình Bản thân đường đẳng nhiệt cho thấy táo mạnh lát kết dính phần nước cịn lại Khác khoang coi "ứng suất" khác nước; độ ẩm đệm khí thấp có nghĩa nước có tiềm hóa học thấp gỡ bỏ Đường đẳng nhiệt tương đối phẳng độ ẩm thấp hơn, có nước cịn lại thức ăn, ngày đóng chặt bị ràng buộc loại thực phẩm, tức có hóa chất thấp tiềm Điều minh họa sơ đồ Hình 8.b c; phân tử nước gần với thực phẩm phân tử liên kết chặt chẽ hơn, đa dạng cấu trúc hóa học có mơ táo có nghĩa số nước bị ảnh hưởng yếu trái số bị ảnh hưởng mạnh có hoạt độ nước thấp Các đường đẳng nhiệt hấp thụ ẩm sử dụng để so sánh tương tác loại thực phẩm khác với Nước Trong hình 1.10, nhiệt iso hấp thụ ẩm bơng ngơ thể với táo Ở độ ẩm định, táo thường có hoạt độ nước thấp bơng ngơ Do đó, phân tử táo liên kết phân tử nước chặt chẽ hạ thấp hóa học phân tử bột ngơ Nếu tiềm hóa học nước táo thấp ngũ cốc, độ ẩm có xu hướng khuếch tán từ sang khác chí nồng độ Chúng bắt đầu chương cách xác định entropy thước đo rối loạn lượng liên kết phân tử Các định luật nhiệt động lực học có nghĩa thay đổi phải kèm với gia tăng rịng giá trị trước bảo tồn giá trị sau Trong hệ thống, vùng xác định vũ trụ, entropi entanpi kết hợp thành lượng tự Bất kỳ phản ứng hệ thống phải kèm với giảm lượng tự Điện hóa học cách phân phối lượng tự thành phần hệ thống cho quy tắc hữu ích để dự đốn thay đổi hóa học: phân tử di chuyển từ vùng cao đến vùng hố học thấp Cuối cùng, thiết lập việc đo điện hóa học cách xác định trạng thái chuẩn tính tốn hệ số hoạt động — phép đo tương tác phân tử Chương liên quan đến việc tìm hiểu động lực thúc đẩy phân tử phản ứng đạt đến trạng thái cân Chúng làm điều với mô tả mơ hồ phân tử cách chúng tương tác Trong chương tiếp theo, xem xét khối cấu tạo phân tử thực phẩm cách chi tiết CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE ... biết có mặt nhiệt động lực học động học Nếu không thấy gì, khơng thay đổi mặt nhiệt động lực học xảy mặt nhiệt động lực học mặt động học chậm Chúng ta trở lại câu hỏi động học Chương 3, chương này,...CHƯƠNG 1: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CƠ BẢN Mục lục Giới thiệu Năng lượng Entropy Phân phối Boltzmann Tập trung vào hệ thống - enthalpy Năng lượng miễn phí trạng thái cân Tiềm hóa học 8.Độ phân... thiệu kiến thức nhiệt động lực học Nhiệt động lực học tiên đề chủ đề: có nghĩa là, dựa số phát biểu đơn giản cách vũ trụ quan sát để phát triển Những tuyên bố (định luật nhiệt động lực học) dựa quan