Az alábbi a három esszétéma egyike, melyek közül válasszon ki egyet és fejtse ki másfél-két oldal terjedelemben, összefüggő ismertetés formájában! Ügyeljen a szabatos, világos fogalmazásra, a logikus gondolatmenetre, a helyesírásra, mivel az értékelésbe ez is beleszámít! Mondanivalóját nem kell feltétlenül a megadott szempontok sorrendjében kifejtenie.
1. Vákuumhűtés (vacuum cooling)
A kamra elülső ajtaját lezárjuk, majd a kamrában a nyomást a vákuumszivattyúval folyamatosan csökkentve, a terméket vákuum alá helyezzük a vákuumhűtő berendezésben. Ha a vákuum (nyomás) eléri a termény hőmérsékletének megfelelő gőznyomást, a terményben lévő víz forrásnak indul, és az ehhez szükséges hőt a terményből vonja el, ami ezáltal lehűl. Legelterjedtebb felhasználási területe a különböző friss étkezési gombák és a jégsaláta lehűtése, amelyek intenzív lehűtéséhez kifejezetten hatékony megoldást nyújt, elkerülve a magas ventillációt, és kifejezetten jótékony hatással bír a termék frissen történő eltarthatóságára. Egy lehűtési ciklus ideje \(10-30\ \mathrm{perc}\) között változik függően a beérkező áru hőmérsékletétől. Ez idő alatt a vákuum hűtő berendezés kapacitásától függően (1-től 20 raklapig) pl. akár \(10\ \mathrm{tonna}\) csiperkegombát is lehűthetünk a hagyományosnak mondható gyorshűtő (sokkoló) kamráknál könnyen fellépő túlhűtési károsodások veszélye nélkül.
Forrás: http://www.coolsolution.hu/technology/vakuumhuto
a) Mit jelent a telített gőz állapot?
b) Milyen különbséget tapasztalunk egy telített és egy telítetlen gőzt tartalmazó gáztartály nyomásváltozása között, ha a tartály térfogatát lassan növelni/csökkenteni kezdjük?
c) Milyen kapcsolat van a telített gőz nyomása és a folyadék forráspontja között?
d) Ennek alapján értelmezze, hogy a miért fő meg gyorsabban a rizs egy kuktában, mint egy normál fazékban! e) A fentiek alapján értelmezze, hogy mit jelenthet a fent bemutatott, az iparban használatos vákuumhűtés fogalma!
f) Milyen kapcsolat van a nyomás és az olvadáspont között a jég esetén?
g) Említsen egy hétköznapi életből vett jelenséget, amelyben szerepe van annak, hogy a jég olvadáspontja függ a nyomástól!
Válaszait indokolja!
a) Mit jelent a telített gőz állapot?
A folyadék dinamikus egyensúlyban van a gőzével, az időegység alatta gőztérbe kilépő molekulák száma azonos a gőztérből a folyadékba visszaeső molekulák számával (víz esetén ez a 100%-os relatív páratartalommal jellemezhető állapot).
2 pont
b) Milyen különbséget tapasztalunk egy telített és telítetlen gőzt tartalmazó gáztartály nyomásváltozása között, ha a tartály térfogatát lassan növelni/csökkenteni kezdjük?
A telítetlen gőztartály esetén a nyomás lecsökken/megnő, míg telített gőz esetén (egy rövid beállási idő után) a nyomás független a térfogattól.
2 pont
c) Milyen kapcsolat van a telített gőz nyomása és a folyadék forráspontja között?
Akkor kezd forrni a folyadék, amikor a telített gőzének nyomása eléri a külső nyomást.
2 pont
d) Ennek alapján értelmezze, hogy miért fő meg gyorsabban a rizs egy kuktában, mint egy normál fazékban!
A zárt kuktafazékban a melegítés hatására a külső légnyomáshoz képest megnő a folyadék fölötti térrészben a nyomás. Ezt a megnövekedett nyomást a víz telített gőze csak a szokásos forráspontnál jóval magasabb hőmérsékleten éri el, azaz \(100\ ^\circ C\) foknál magasabb hőmérsékleten forr a víz a kuktában. A melegebb vízben pedig gyorsabban fő meg a rizs.
4 pont
e) A fentiek alapján értelmezze, hogy mit jelenthet a fent bemutatott, az iparban használatos vákuumhűtés fogalma!
A vákuumhűtés során a termék körül alacsony nyomású teret létesítenek, így már szobahőmérsékleten elkezd forrni a benne levő víz, és a forráshoz szükséges hőt a terméktől vonja el, azaz hirtelen lehűti.
4 pont
f) Milyen kapcsolat van a nyomás és az olvadáspont között a jég esetén?
Nagyobb nyomáson alacsonyabb az olvadáspont.
2 pont
g) Említsen egy hétköznapi életből vett jelenséget, amelyben szerepe van annak, hogy a jég olvadáspontja függ a nyomástól!
Az alábbi példákban a nagy nyomás hatással van a jég olvadáspontjának megváltozására. Nem elvárt, hogy a vizsgázó egyéb szempontból is vizsgálja a jelenségeket (pl. súrlódás, hővezetés). Pl.: A korcsolya az alatta levő nagy nyomás miatt megolvasztja maga alatt a jeget, így tulajdonképpen egy vízrétegen csúszik. A jégtömbön áthalad (belevág) a vékony drót, melyre súlyokat akasztottak, miközben a jégtömb nem törik el.
(Elegendő egy példa magyarázattal a 2 pont megszerzéséhez.)
1 + 1 pont
Kifejtés módja: 3 + 2 = 5 pont
Összesen:
18 + 5 = 23 pont