第三章第三章食品材料的热物理性质食品材料的热物理性质和水分的扩散系数和水分的扩散系数第三章第三章食品材料的热物理性质食品材料的热物理性质和水分的扩散系数和水分的扩散系数§3-1水和冰的热物理性质§3-2食品材料热物理性质的测量§3-3食品材料热物理数据§3-4食品材料热物理性质的估算方法§3-5包装材料的性质§3-6食品材料中水分的扩散系数§3-1水和冰的热物理性质§3-2食品材料热物理性质的测量§3-3食品材料热物理数据§3-4食品材料热物理性质的估算方法§3-5包装材料的性质§3-6食品材料中水分的扩散系数§3-1§3-1水和冰的热物理性质水和冰的热物理性质一、密度二、体膨胀系数三、比热容Cp四、热导率五、热扩散率a六、融化热表3-1a水的密度T/℃03.9851020/103(kg/m3)0.999871.000000.999990.999730.99823表3-1b冰的密度T/℃0－25－50－75－100/103(kg/m3)0.9170.9210.9240.9270.930表3-2a水的(体积)热膨胀系数T/℃02468/10－6(1/K)－68.1－32.70.2731.2460.41表3-2b冰的(体积)热膨胀系数T/℃0－25－50－75－100－125－150－175/10－6(1/K)5750433831241712β＝（△V/V）/T表3-3a水的比热容T/℃0102030Cp/KJ/(kg·K)4.21774.19224.18194.1785表3-3b冰的比热容T/℃0－10－20－30－40－50Cp/KJ/(kg·K)2.122.041.961.881.801.73T/℃－60－70－80－100－120－140Cp/KJ/(kg·K)1.651.571.491.341.181.03表3-4a水的热导率T/℃051015202530/W/(m·K)0.5610.5700.5790.5880.5970.6060.613表3-4b冰的热导率T/℃0－20－40－60－80－100－120/W/(m·K)2.242.432.662.913.183.473.81表3-5a水的热扩散系数T/℃010203040a/10－6(m2/s)0.1330.1380.1430.1470.150表3-5b冰的热扩散系数T/℃0－25－50－75－100a/10－6(m2/s)1.151.411.752.212.81α＝λ/（cp·ρ）•冰在0℃的融化热：334.5kJ/kg或6.003kJ/mol§3-2§3-2食品材料热物理性质的测量食品材料热物理性质的测量一、焓：△Q,相对值•过去多取-20ºC冻结态的焓值为其零点近来多取-40ºC冻结态的焓值为其零点•热量测量的一般原理，用量热计接受待测热量，根据量热计的状态变化量及对既知电能或标准物质热的标定结果，确定待测热量。其关系可用下面方框图表示。•热平衡型量热计(therma1egui1ibrationcalorimeter)：使量热计和被测物体的热交换变化的最终态是热平衡态，或是使量热计与被测物体的热交换始终处于热稳定态或热准稳态。这样就可以据能量平衡定律，从量热计的标准物质的已知物性(比热、相变热)，已知质量及其温度改变量或发生相态改变量，算出从待测物体上吸收的热量。等温型冰量热计。•传导型量热计(conductioncalorimeter)：也称热漏型量热计，利用在等温面上测定待测热物体传导给等温边界的逃逸热流，并对等温面通过的热流进行时间积分的方法来测定热量。温差式热流量热计。•热相似型量热计（thermalsimilarcalorimeter)：制造一个电加热测量系统，使之与待测系统的热边界条件完全相同，这样两系统对外界的热交换情况则完全相同，因而可以根据电加热系统的电功率及其内部的标准物质的物性和状态变化，求得待测系统的得失热量。差示扫描量热计。按测量原理，可把量热计分作三大类：差示扫描量热仪：差示扫描量热仪：在程序温在程序温度下，测量输入到物质和参度下，测量输入到物质和参比之间的功率差，从比之间的功率差，从--60ºC60ºC((全部冻结全部冻结))到到1ºC(1ºC(全部融化全部融化))扫扫描。描。PE的功率补偿DSC原理图二、比热容：使单位质量的物体温度升高1度所必要的热量，J/（kg·K)二、比热容：使单位质量的物体温度升高1度所必要的热量，J/（kg·K)冷却法（投入法）冷却法（投入法）•“三线法”比热测量：①将参比皿和用于跑基线的皿分别放在仪器的参比侧（右侧）和样品侧（左侧），编制等温—升温—等温的温度程序，获得一条热流曲线(一般升温的温度范围不要超过50)℃。②将试样侧的空皿取出，放入标准物质，按同样的温度程序获得一条热流曲线。③将试样侧的标准物质取出，放入被测物质，仍按相同温度程序获得热流曲线。有了三条热流曲线，即可利用仪器的比热计算软件...
