E11 Conducción de calor

Tópico

Que este alimento, un sólido o un semisólido como un filete, una papa o la corteza de un pan, quede en contacto con una superficie caliente es lo que pone en marcha, dentro de este mismo alimento, la conducción de calor: este calor se propaga hacia el interior de este alimento sin que exista ningún movimiento macroscópico de materia dentro de él, únicamente por el contacto directo entre las partículas vecinas de este mismo alimento. La Ley de Fourier establece que el flujo de calor que atraviesa a este alimento es proporcional al gradiente de temperatura que existe dentro de él, e inversamente proporcional a la resistencia térmica que opone el material de este alimento, resistencia que describe la conductividad térmica de este mismo alimento: un alimento con una conductividad térmica alta, como una carne magra rica en agua, conduce este calor más rápido que un alimento con una conductividad térmica baja, como uno rico en grasa. Que la conductividad térmica de este alimento sea más alta hace que, según esta misma Ley de Fourier, este flujo de calor que lo atraviesa sea, en consecuencia, mayor.

En el régimen transitorio que sigue a este primer contacto con esta superficie caliente, el perfil de temperatura dentro de este alimento evoluciona según la ecuación de difusión, y es la difusividad térmica de este alimento, que combina esta misma conductividad térmica con la capacidad de este alimento para almacenar la energía térmica que recibe, la que gobierna esa misma evolución: un alimento con una difusividad térmica alta calienta su interior más rápido que un alimento con una difusividad térmica baja, incluso si ambos comparten la misma conductividad térmica, porque ese primer alimento almacena, por cada unidad de energía térmica que recibe, un incremento de temperatura mayor que el segundo. Que esta difusividad térmica de este alimento sea más alta hace que, según esta misma ecuación de difusión, el interior de este alimento se caliente, en consecuencia, más rápido.

Por eso este modelo, con la conducción de calor y esta difusividad térmica con las que se abrió, compara, a través del número de Biot, la resistencia térmica interna de este alimento con la resistencia térmica que opone su propia superficie frente al entorno que lo rodea: cuando este número de Biot cae por debajo de un umbral bajo, esta resistencia térmica interna de este alimento resulta despreciable frente a esta resistencia térmica superficial, y toda la pieza de este alimento puede tratarse, en consecuencia, como un único bulto a temperatura uniforme; cuando este número de Biot, en cambio, crece muy por encima de ese mismo umbral, es esta resistencia térmica interna la que domina, y el perfil de temperatura dentro de este alimento, en lugar de esta aproximación de bulto único, se vuelve determinante. Que este alimento sea más delgado, con una dimensión característica menor, hace que este número de Biot sea, en consecuencia, menor, y que este alimento alcance su temperatura de cocción más rápido; que este alimento sea, en cambio, rico en grasa, con una conductividad térmica y una difusividad térmica menores que las de un alimento rico en agua, hace que este mismo alimento sea, en consecuencia, más lento de cocinar que ese alimento rico en agua.

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