MÓDULO 0: CONOCIMIENTOS BÁSICOS

Site: Aula Abierta - Facultad de Ingeniería
Course: Cocinando con Moléculas: Química Orgánica para Foodies
Book: MÓDULO 0: CONOCIMIENTOS BÁSICOS
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Date: Wednesday, 3 July 2024, 4:57 AM

1. PRESENTACIÓN

En este módulo estudiaremos conceptos básicos de matemática, química y física para la realización del curso (operaciones matemáticas, fracciones, porcentajes, conversión de unidades, etc.).

Posiblemente los contenidos aquí presentados resulten obvios para muchos de ustedes, pero quizá resulten muy necesarios para otros, de todas maneras nunca está de más recordar algunos conceptos.

La cocina se parece mucho a un laboratorio científico en cuanto a la higiene, el orden, las condiciones de temperatura y la precisión al realizar mediciones.

Para lograr precisión a la hora de medir ingredientes, necesitamos instrumentos adecuados. La habilidad de pesar, medir y saber mantener las proporciones correctas para el desarrollo de una receta, resulta indispensable para obtener buenos resultados.

Medir es un proceso que se basa en comparar una cantidad con su correspondiente unidad, de manera de poder determinar cuántas veces está conenida esa unidad. Las magnitudes que pueden ser medidas, reciben el nombre de magnitudes físicas.

Para medir una magnitud física, se necesita un instrumento de adecuado, como por ejemplo, la masa de un cuerpo se mide con una balanza.

Además, a cada magnitud, le corresponde una respectiva unidad. Si medimos la masa de harina para una receta, tendremos un número acompañado de su unidad, por ejemplo, 500 g de harina. En este ejemplo, g (gramos) es la unidad de medida de la masa.

A continuación vas a encontrar una presentación y un video donde se puede apreciar la importancia de conocer estos conceptos a la hora de empezar a cocinar.

Presentación 


Matemáticas, física y química en la cocina de lili

 Video
 
Muchas veces se deberán realizar cuentas sencillas, las cuales podrán resolverse con la calculadora, no obstante, es importante repasar algunas operaciones y conceptos útiles para el desarrollo del siguiente MOOC.

2. FRACCIONES

Cuando preparamos recetas, usamos fracciones, las fracciones son un elemento esencial en el manejo de los ingredientes para realizar alguna comida y/o preparación, porque a veces una taza o una cucharadita entera son necesarias, pero otras veces sólo se utiliza una fracción, o una parte de un todo.

1. Definición

Número que se obtiene al dividir un número entero en partes iguales.

Una fracción cuenta con las siguientes partes

Fracción, arriba el número 4, este número se llama numerador y abajo el número 5, este número se llama denominador

Denominador: número de partes que se divide una unidad.

Numerador: número de partes que se toman de la unidad.

Como ejemplo, si compramos una pizza y la dividimos en ocho porciones, la unidad es la pizza completa, el denominador corresponde a la cantidad de divisiones de la pizza, mientras que el numerador corresponde a la o las porciones que le corresponden a una persona. Así, si me sirvo tres porciones puedo decir que me corresponde 3/8 de pizza y sobre la mesa ha quedado 5/8 de pizza.

Una pizza dividida en 8 porciones, otra pizza que tiene 5 de las 8 porciones y otra que tiene solo 3 de las 8 porciones

¿Qué significa entonces la fracción 11/8? Siguiendo el ejemplo anterior, 11/8 implica que tenemos una pizza completa mas tres porciones de otra pizza.


Veamos el ejemplo de la torta que quería preparar Teresa, decía que tenía que agregar una taza y media de azúcar (1 y 1/2 taza).

El denominador es 2, por lo tanto dividimos la  taza en dos, 

Taza dividida en dos

Y si tenemos una taza y media, quiere decir que tenemos

                 
2. Operaciones
Multiplicación

En esta operación se multiplica numerador con numerador y denominador con denominador.


División
Para resolver esta operación lo primero que se debe hacer es girar la fracción que divide y luego multiplicar ambas fracciones. El resultado también puede simplificarse.


Suma y Resta

Ambas operaciones se resuelven de igual forma, primero definimos el denominador de la fracción resultado como la multiplicación de los denominadores. En segundo lugar, se realiza una multiplicación cruzada y se suma, o resta, el resultado.

Ejemplo:

dos tercios más cuatro quintos da como resultado un denominador de 15 y el numerador es 22

Tratando de ayudar a Teresa, seguiremos con el ejemplo de la taza y media de azúcar, supongamos que ahora Teresa quiere duplicar la receta, entonces deberá multiplicarlo por dos.
Cuando queremos multiplicar una fracción por un número entero es muy sencillo, simplemente el número entero lo pasamos a fracción poniendo como denominador un 1.
 o, simplificando, que es igual a 3.
Por lo tanto, si Teresa desea duplicar la receta, tendrá que colocar 3 tazas de azúcar.
En cambio, si Teresa quiere realizar la mitad de la receta, deberá dividir por 2.

Es decir que colocará 3/4 de taza

Ahora practiquemos un poco este tema de fracciones

Cosas mías: Entregable de Física (Todas las clases)
Cuestionario Fracciones Módulo 0



3. PORCENTAJES

 Porcentajes

1. Definición

El porcentaje es un símbolo matemático que representa una cantidad dada como una fracción en 100 partes iguales. Se identifica con un número seguido del símbolo “%”. De esta manera 20% de una cantidad es igual a multiplicar esa cantidad por la siguiente fracción 20/100.

2. Operaciones

Para representar mediante porcentajes utilizaremos la “regla de tres simple”, ejemplo:

150 naranjas respecto a un cajón con 1250 naranjas

1250______100%
150_______¿?              

35% de 1250 naranjas

100%____1250      
35%_____ ¿?  

Te dejamos un video con algunos tips para calcular ingredientes en una receta que deseamos modificar



Ejercitación
Cuestionario porcentaje módulo 0

4. VISCOSIDAD Y DENSIDAD

1. VISCOSIDAD

Viscosidad es una propiedad importante de los líquidos que describe la resistencia del líquido a fluir y está relacionada con la fricción interna de las partículas en el seno del líquido. La viscosidad depende de la temperatura, presión y velocidad relativa del fluido.

En general al aumentar la temperatura disminuimos la viscosidad. Esto se observa claramente cuando calentamos aceite vegetal, al inicio tiene cierta resistencia a fluir pero a medida que adquiere temperatura su movimiento se asemeja al agua, dicho de otra forma, se mueve con mayor facilidad. Cuando la temperatura baja, el aceite vuelve a su estado inicial.

Existen diversos modelos matemáticos que explican el comportamiento de un fluido, los mismos no se verán en este curso pero es necesario entender que no todos los fluidos se comportan de la misma manera ante la presión y la velocidad de movimiento.

2. DENSIDAD


La densidad se utiliza ampliamente para caracterizar las sustancias; se define como la cantidad de masa en una unidad de volumen de la sustancia

No es coincidencia que la densidad del agua sea 1.00 g/cm3 ; el gramo se definió originalmente como la masa de 1 mL de agua a una temperatura específica. Dado que casi todas las sustancias cambian de volumen al calentarse o enfriarse, la densidad depende de la temperatura. 

Teniendo en cuenta esto, se puede analizar con una botella de un litro, si la misma está llena de agua ésta pesará 1 kilogramo, pero si está llena de alcohol, ésta pesará un poco menos de 800 gramos. La diferencia de peso, para un mismo volumen, radica en que el alcohol es menos denso que el agua.

La siguiente tabla muestra las densidades de algunas sustancias comunes:


Fuente: BROWN THEODORE L., y cols. Química. La ciencia central PEARSON EDUCACIÓN, México, 2004
Es importante aclarar lo siguiente: en el caso del agua, como vemos en la tabla, tiene una densidad = 1 g/cm3, pero en el caso de otros alimentos cuya densidad no es igual a 1, la masa no será numéricamente igual al volumen. Por ejemplo, 100 mL de aceite vegetal no es lo mismo que 100 g de aceite vegetal.
Para convertir de volumen a masa, necesitamos conocer la densidad del ingrediente, en este caso el aceite vegetal, que tiene una densidad de 0.921 g/mL.

1 mililitro equivale a 0.921 gramos. Esto significa que por cada mililitro, hay 0.921 gramos. Por lo tanto, si desea convertir 100 mililitros a gramos, sólo tiene que multiplicar el valor en mililitros (100) por 0.921 para obtener el valor equivalente en gramos.

En resumen, sólo tienes que utilizar la siguiente fórmula:

gramos = mililitros × 0.921

Por lo tanto, 100 mililitros = 100 × 0.921 = 92.1 gramos. 

 Resuelve la siguiente actividad, te servirá para practicar para el cuestionario final


5. UNIDADES DE MEDICIÓN

Unidades de medición

Para el desarrollo de este curso, es necesario tener noción de lo que significa medir y las unidades que se utilizan para esto, por eso hablaremos de algunos conceptos básicos.

1. Definición de medir

Proceso de determinar la cantidad, magnitud o valor de una variable física o química. El objetivo de la medición es obtener una cantidad numérica precisa y confiable que represente una propiedad física o química del objeto o sustancia que se está midiendo.

Para medir una variable, se utiliza una unidad de medida establecida como referencia, y se compara la magnitud de la variable con esa unidad.

Ejemplo: medimos el largo de una mesa con una cinta métrica y obtenemos que su valor es de 2m, esto significa que el largo de la mesa es 2 veces mayor a nuestra referencia, es decir, es 2 veces mayor a 1 metro.

2 Sistema internacional

Se conoce como el Sistema Internacional de Unidades al sistema de unidades de medición empleado en prácticamente todo el mundo. Es utilizado en la construcción de los más numerosos instrumentos de medición para el consumo tanto especializado como cotidiano.

El SI es utilizado en la mayoría de las áreas de la ciencia, la tecnología, la medicina, la industria y el comercio. Esto significa que las mediciones hechas en cualquier parte del mundo pueden ser comparadas y comunicadas de manera clara y precisa utilizando el mismo sistema de unidades.

3. Unidades básicas del SI

Estas son 7 unidades de las cuales derivan el resto.


Para este curso, usaremos mayoritariamente unidades de longitud, masa, tiempo, temperatura y cantidad de sustancia.

4. Prefijos de unidades del sistema internacional

Al colocar un prefijo delante de una unidad, estamos multiplicando o dividiendo por 10 un número determinado de veces a dicha unidad.

Es importante saber que los prefijos pueden afectar a cualquier unidad de medida

5. Conversión de unidades

Dependiendo del país de origen, las personas están más familiarizadas con ciertas unidades de medida que con otras. Esto se debe a la existencia de más de un sistema de unidades. En Argentina, usamos las unidades del sistema internacional (SI), Pero en países de habla anglosajona se usa el Sistema Imperial de Unidades.

A veces necesitamos convertir unidades, de m a cm, por ejemplo, siempre teniendo en cuenta que convertimos unidades del mismo tipo. Si tenemos una unidad de longitud debemos convertirla a otra unidad de longitud, y no a una de tiempo, por ejemplo.

Importante: para convertir unidades, podemos hacerlo por nuestra cuenta o utilizar una herramienta externa. En este último caso, se puede usar una infinidad de programas de internet, o calculadoras científicas o de celular que tengan la capacidad de convertir unidades. 

Medidas de longitud en la cocina

Cuando en gastronomía nos hablan del diámetro de los moldes, se habla de la medida, generalmente en cm, del segmento que pasa por el centro y une dos puntos del molde circular.

Ejemplo


En estos moldes, en general, el fabricante indica la medida de su diámetro en el fondo, por lo que no es necesario medirlos.

6. Conversión de unidades de temperatura

En el uso cotidiano, se utilizan los grados Celsius (°C) y los grados Fahrenheit (°F).

conversión de °F a °C:  ( °F  − 32) × 5/9 = °C

Ejemplo: Convertir 100°F a Celsius:

(100 °F − 32) × 5/9 = 37,778 °C

conversión de °C a °F:  (°C × 9/5) + 32 = °F

Ejemplo: Convertir 25°C a Fahrenheit:

(25 °C × 9/5) + 32 = 77 °F

 7. Equivalencias importantes de volumen y capacidad

En el contexto de este curso, será importante conocer las equivalencias de las unidades de volumen y capacidad, puesto que serán de uso frecuente. Estas son algunas de las más importantes:

litro (L) = 1000 mililitros (mL)

1 metro cúbico (m³) = 1000 litros

1 cm3 = 1mL

1 dm3 = 1 L

Primero vamos a entender qué significan volumen y capacidad. Son dos magnitudes diferentes pero directamente relacionadas.

El volumen de un cuerpo es la cantidad de espacio que ocupa, y se mide en metros cúbicos o en cualquiera de sus múltiplos y submúltiplos.

La capacidad es una magnitud que indica lo que cabe dentro de un cuerpo o recipiente, y se mide en litros o en cualquiera de sus múltiplos y submúltiplos.

Tenemos tres relaciones directas entre volumen y capacidad, que son:

Aparece la conversión un centímetro cúbico es igual a un mililitro, un decímetro cúbico es igual a un litro.
Fuente: https://matematicascercanas.com/2020/07/06/volumen-y-capacidad-conversion/#google_vignette

Podemos también hacer conversiones entre unidades de volumen y entre unidades de capacidad, de manera que, utilizando estas relaciones directas, podemos convertir cualquier medida de volumen en una medida de capacidad equivalente y cualquier medida de capacidad en una medida de volumen equivalente.

En el siguiente vídeo se explica el tema con detalles.

 

 

Aparece una escala de conversión entre la escala de centímetro cúbico y mililitro
Fuente: https://matematicascercanas.com/2020/07/06/volumen-y-capacidad-conversion/#google_vignette

      


En el video siguiente podemos ver un ejemplo de conversión de unidades de volumen y capacidad
 
 

6. CUESTIONARIO DE EVALUACIÓN MÓDULO 0


Evaluación Módulo 0