Analyzing a Baking Recipe

One of the most embarrassing moments of my life involves baking muffins for a visitor in my apartment back in April of 2007. At a little before 8 in the morning I had flour, oil, and eggs but no milk. I knocked on the door of my neighbor - who I'd seen only twice before and luckily she was home and let me borrow some milk. Like the good ol' days, huh?

One problem was averted yet another arose. These "muffins" I was making actually had to be good, not the barely eatable non-sense I usually made. Having no other game plan I threw something together, prayed, and dished out my questionable muffins to my guest. What a bad host I am!
That day, I thought really hard... so what exactly are baked goods? We say "pie crust, muffin, cupcake, coffee cake, puff pastry, and croissant", but do we know what they actually mean?

I used to dismiss baking as making goo or sugar covered pillow-like bread, but this is not entirely true. Yes, the essence of baking can be hidden behind all the goo, but this is obscenity encroaching on the fine art of baked goods and unfortunately unless one is a connoisseur the fundamental distinctions are not noted very well. So I spent some time - a really long time - baking, serving, and eating cakes, cookies, coffee cakes, etc. trying to figure out what fundamentally defines baked goods. I finally came up with an answer which was naturally due to my initial false assumptions and failures.
I tried using a numerical range, but after following this method and getting unsatisfactory results I knew there was still room for culinary error, something that was unacceptable. I envisioned having a few criteria one could follow and from there spontaneously throw in random ingredients like a flux capacitor to get a satisfactory batter or dough for a baked good.

After pouring through countless recipes I finally created a procedure to accurately characterize baked goods, in it, we must employ three calculated values. These values are the moistness value, butter(oil) content, and the egg content; all obtained from a recipe.
Of course, a recipe provides a list of ingredients and measurements, which includes instructions for combining the ingredients. Each ingredient can be considered either a wet or a dry ingredient. In the following procedure, most wet ingredients are given constant values (see Table1.), while flavorings, leavenings (baking powder, baking soda, yeast, etc.), seasonings (e.g. salt), and food pieces (shredded coconut, walnut pieces, blueberries, etc.) are omitted. The constant values are multiplied by their respective quantities (in cups) yielding a product. The products are summed and finally divided by the dry ingredient product (obtained from Table 2.) to yield a solution called the moistness value.

I know... "How can you possibly use volume (cups)?" Either volume or mass can be used assuming standard mass/volume conversions, but I found using volume greatly simplifies the calculations.

But what is this beast of a procedure? Does it design baked goods? Does it analyze baked goods? After years of reinventing itself, the procedure has settled in the role of a design tool which aides in creating new recipes, an analysis tool for reviewing recipes with no need for baking, and a characterization tool which attempts to define all possible baked goods. Immense, yet its most useful role is likely in allowing one to substitute ingredients.

Wet Ingredient	Value/cup
banana (mashed)	0.375
butter, oil, shortening	0.5
buttermilk	1
cream cheese	0.35
cooked (sweet) potatoes	0.5
cranberries mashed/pulsed with sugar	0.2
grated carrots	1/3
jumbo eggs	1/4
extra-large eggs	1/5
large eggs	1/6
large egg yolk	1/8
large egg white	1/24
honey, milk, molasses, orange juice, water	1
sour cream, yogurt, whipping, heavy cream	0.7
applesauce	0.6

Table 1. Values for some common wet ingredients

Dry Ingredient	Value/cup
almond paste	1
finely ground pecans, walnuts, almonds	1/3
flour (cocoa powder, whole wheat, all-purpose, etc.)	1
old fashioned rolled oats	0.5
melted chocolate (non-dark)	0.5
peanut butter	2/3

Table 2. Values for some common dry ingredients

All values in Table 1 and Table 2 are "per cup" except for eggs which is "per egg". Let's look at an excerpt from an example recipe.

Quantity	Ingredient	Wet	Dry
3 1/2 cups	all-purpose flour	-	3.5
1 teaspoon	baking powder	-	-
1 teaspoon	baking soda	-	-
3/4 teaspoon	salt	-	-
16 tablespoons	butter	0.5	-
2 cups	sugar	-	-
3	large eggs	0.5	-
2 teaspoons	vanilla extract	-	-
2 cups	old-fashion rolled oats	-	1

Table 3. Sample mystery recipe

(1)

(2)

In equation (1), a, b, c, and d represent quantities for wet ingredients x₁ (butter) and x₂ (eggs) and dry ingredients x₃ (flour) and x₄ (oats) respectively. Equation (2) provides an accompanying practical calculation for equation (1).

Note the following relations:
3 teaspoons = 1 tablespoon
16 tablespoons = 1 cup

The resulting moistness value, butter content, and egg content are: 0.22, 11.1%, 0.67E; (0.5/4.5) and (3/4.5) gave us the butter and egg content respectively (see next section for an explanation of moistness, butter content, and egg content). These are our characterization numbers. You can save time and just use this web application to get the same numbers. From using Table 4 and our characterization numbers, we see this is some sort of a cookie.

[Note from the editor, Michael Chu: Michael Ohene's Table 4 was too detailed to present in HTML here, so click on this image to load a PDF showing the complete table.]

Table 4. Periodicity of Baked Goods in the USA

Explanation of the chart (Table 4)
Moistness - wet ingredient to dry ingredient percentage^{1 2}.A higher moistness value corresponds to a more fluid/less stiff batter.
Butter content - butter/oil/shortening to dry ingredient ratio. On the chart the butter content values are divided into "low", "medium", "high", and "very high" to make the chart more intuitive.
Egg content - number of eggs to dry ingredient ratio.

Table 4 was formed by plotting hundreds of recipes. Anything falling within a grid is what that grid is labeled (e.g. scone). Some grids are empty because it would not make sense for them to exist. For example, a very moist bread (0.60) with a low butter content would be airy and tasteless.

Results and interesting facts
Unlike most other baked goods cakes have an extra criterion, when buttermilk is replaced by a constant value of 1.75, a cake must equal a value between 1 - 1.25. This requirement is due to the acid content in buttermilk.

Also notice that having one or more eggs per a cup of dry ingredients results in a cakey baked good. Therefore if you are experimenting with chocolate chip recipes and use a cup of flour, you must discard some of the egg you plan to use.

A moistness value of 0.35 - 0.47 usually results in a yeast dough. A moistness value above 0.50 cannot be kneaded.

The baked goods (brownies, cookies, cakes, etc.) that kids like are on the outer edges of Table 4.

Can you find a recipe that defies the logic (is outside the groupings) of this chart? Sometimes, but it most likely received bad reviews.

Final notes: Mixing instructions, directions on how to combine ingredients, are usually shared for similar types of baked goods. For example, you always use cold water for pie crust recipes.

Leavening (baking soda and baking powder): used to make a dough or batter rise when baked. Table 5 below shows common leavening ratios. What is a leavening ratio? Comparing teaspoons of leavening to cups of dry ingredients is a good rule of thumb. For example, in Table 3 the leavening ratio was 0.44 for our cookie. Also, if you use an acid (e.g. buttermilk, vinegar), baking soda must be included.

Baked Good	Leavening Ratio
shortbread cookie	0 - 0.15
cookie	0.15 - 0.5
pound cake	0 - 0.8
muffin	0.8 - 1.66
cake	0.8 - 1.66
biscuit	1 - 2.5

Table 5. Leavening ratios

Have fun!

Footnotes
¹When a glaze is used - usually for pound cakes - the moistness value increases by 0.05. For example a moistness value of 0.66 will become 0.71 if a glaze is used.^{^
2}This assumes standard/normal baking temperature and pressure/altitude.^{^}

transfer panas dan memasak

Memiliki pemahaman dasar tentang apa yang terjadi di dapur tidak hanya membantu Anda menghindari bencana tetapi juga membantu dalam membuat keputusan yang tepat saat pertama kali Anda mencoba resep atau sayap itu. Memahami cara mentransfer panas mempengaruhi memasak Anda merupakan langkah pertama dalam mewujudkan mengapa kita akan memilih memasak tertentu melaksanakan atau metode pemanasan tertentu (uap vs baking, goreng vs mendidih) untuk satu piring tetapi tidak lain. Pada artikel ini, Burr Zimmerman menggambarkan bagaimana perpindahan panas bekerja yang berhubungan dengan memasak.
Bayangkan Anda berada di tepi sungai. It's raining, keras, sehingga Anda dan beberapa pekerja lainnya sudah mulai membangun dinding pasir tas. Kamu masing-masing memiliki sekop, pasir, dan tas. The keras Anda bekerja, semakin cepat Anda dapat membangun dinding. Orang-orang yang Anda miliki, semakin cepat Anda dapat membangun dinding. Dengan cara, membangun dinding karung pasir dapat menggambarkan bagaimana panas bergerak ke dalam makanan, yang disebut perpindahan panas. Kami akan kembali ke contoh ini dinding karung pasir saat.

Dasar-dasar dari Panas
Memasak, akhirnya, adalah tentang panas, bagaimana panas memasuki makanan dan apa yang terjadi pada makanan ketika masuk. Artikel ini berfokus pada perpindahan panas dalam memasak, atau seberapa panas diterapkan dan masuk makanan. Aku tidak akan menghabiskan banyak waktu pada reaksi kimia yang terjadi dalam makanan selama memasak.

Dalam memasak, biasanya ada elemen pemanas (seperti api), transfer panas medium (udara minyak, air,, panci, dll), dan makanan itu sendiri. Bergerak panas dari elemen melalui media ke dalam makanan. 'Suhu' dan 'panas' seringkali digunakan secara bergantian, tetapi mereka tidak sama! Suhu merupakan pendorong untuk transfer panas. Seperti gravitasi massa bergerak, suhu memindahkan panas. Panas bergerak dari bahan panas ke bahan dingin (perbedaan suhu menyebabkan panas bergerak).

Suhu tindakan, berbicara kasar, berapa banyak molekul suatu materi yang bergetar. Temperatur adalah milik bahan independen berapa banyak material yang ada.

Panas, atau energi panas, adalah ukuran dari jumlah energi yang terkandung dalam bahan (ini adalah sedikit disederhanakan - ada banyak langkah-langkah yang berbeda dan bentuk-bentuk energi). Panas tergantung pada seberapa banyak bahan yang Anda miliki: jika Anda dua kali lipat jumlah material, dua kali lipat panas.

Ketika Anda 'sesuatu panas', itu berarti Anda mentransfer energi ke dalamnya, atau menambah energi panas untuk itu. Ketika Anda meningkatkan energi panas suatu materi, sering peningkatan suhu (tetapi tidak selalu!). Contohnya adalah air mendidih. Ketika Anda menambahkan panas terhadap air, peningkatan suhu ... sampai Anda mencapai titik didih. Kemudian, ketika Anda menambahkan panas, suhu tetap konstan sampai air benar-benar direbus off.

Dalam memasak, ada tiga cara umum yang panas dapat dipindahkan dari satu bahan yang lain. Kebanyakan insinyur telah mengambil kursus dalam perpindahan panas dan telah mendengar dari tiga besar: 'konduksi', 'konveksi', dan 'radiasi'. Semua memainkan tiga peran dalam memasak, tapi tergantung pada metode memasak, hanya satu atau dua mungkin penting. Sebelum melihat bagaimana mereka berlaku untuk memasak, biarkan aku sebentar mendefinisikan setiap:

Konduksi - ini adalah perpindahan panas akibat kontak molekul. energi panas, yang dapat dianggap sebagai getaran molekul di tempat, yang sudah ditransfer langsung dari satu bahan ke lain berhubungan dengan itu. Jika Anda menyentuh panci panas, tangan Anda menjadi panas juga (jangan lakukan itu!). Sebuah bentuk gradien suhu dari panas ke dingin - semakin besar perbedaan suhu, semakin cepat konduksi. Jenis bahan materi juga - beberapa bahan (misalnya logam) melakukan panas lebih baik dari yang lain (misalnya udara).

Konveksi - ini adalah perpindahan panas karena gerakan massal molekul. Molekul bergerak - berubah tempat, tidak hanya bergetar di tempat - dan mengambil panas mereka dengan mereka. Ketika memanaskan panci air, sebelum mendidih, konduksi akan membuat air semakin dekat sumber panas akan lebih hangat daripada air jauh. Ketika kamu mengaduk panci, molekul panas menjauh dari sumber pemanas, mengambil panas mereka dengan mereka, dan diganti dengan yang lebih dingin.

Radiasi - ini adalah perpindahan panas akibat gelombang energi yang dipancarkan oleh objek lain. Energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik (seperti dibedakan dari 'radiasi nuklir', yang sangat berbeda) diserap oleh makanan. Dua jenis yang paling umum energi radiasi dalam memasak adalah gelombang inframerah ('gelombang panas') dan gelombang mikro. Berbeda konduksi dan konveksi, radiasi tidak memerlukan media yang akan antara panas dan sumber makanan (dalam kenyataannya, media hanya mendapat di jalan). Energi yang secara harfiah 'tersenyum' langsung ke dalam makanan.

Saya juga ingin mendefinisikan beberapa istilah lain yang penting untuk memahami perpindahan panas.

Konduktivitas termal - ini menjelaskan bagaimana material mudah akan memberikan atau mengambil panas melalui konduksi. Suatu bahan dengan konduktivitas termal tinggi akan mentransfer panas dengan cepat, sementara bahan konduktivitas yang rendah akan mentransfer panas lebih lambat. Hati-hati - panas bergerak cepat tidak selalu berarti perubahan suhu yang cepat.

Kapasitas Panas - aspek penting lainnya yang bergerak panas adalah berapa banyak suhu suatu perubahan materi saat Anda memindahkan sejumlah panas ke dalamnya. kapasitas panas mengacu pada seberapa cepat perubahan suhu suatu benda dengan penambahan panas. Ketika Anda menambahkan panas ke bahan dengan kapasitas panas yang tinggi, maka akan meningkatkan suhu lebih lambat dari pada material dengan kapasitas panas lebih rendah.

Absorbansi - Cara yang material menyerap radiasi disebut absorbansi yang (lebih khusus, fraksi radiasi pada panjang gelombang tertentu yang diserap). Absorbansi di sini adalah istilah khusus yang terkait dengan radiasi, dan tidak harus bingung dengan 'penyerapan'. Agar makanan untuk menyerap panas dari radiasi, itu harus mampu menyerap radiasi. Bahan menyerap berbagai jenis radiasi yang berbeda. Misalnya air tidak menyerap cahaya kuat, tapi itu tidak mudah menyerap radiasi gelombang mikro.

Jadi bersenjata dengan beberapa definisi, mari kita memeriksa kembali dinding karung pasir. analogi ini sedikit longgar, jadi beruang dengan saya.

Jika jumlah panas yang ditransfer adalah seperti jumlah dinding dibangun, maka kapasitas panas dan konduktivitas termal dapat dianggap berhubungan dengan daya tahan dan tingkat kerja, masing-masing pekerja. Bahan kapasitas panas yang tinggi dapat terus memberikan panas tanpa kehilangan (banyak) suhu - yang seperti seorang pekerja yang bisa tetap bekerja tanpa lelah. Sebuah transfer panas bahan konduktif sangat cepat, seperti seorang pekerja yang dapat mengisi kantong dengan sangat cepat - walaupun itu tidak berarti ia dapat melakukannya untuk waktu yang lama.

Suhu adalah seperti ketinggian atau jangkauan pekerja dinding - dengan perpindahan panas, sekali dua objek temperatur yang sama, mereka tidak lagi perpindahan panas. Demikian pula, sebagai dinding semakin tinggi, menjadi sulit untuk menambahkan tas untuk itu. Akhirnya dinding akan cukup tinggi bahwa para pekerja tidak dapat mencapai cukup tinggi untuk menambahkan kantong lagi. Jika makanan adalah seragam yang sama dengan suhu lingkungannya, tidak akan terjadi perpindahan panas (meskipun reaksi kimia masih akan terjadi, jadi 'memasak' masih dapat terjadi.

KonduksiMelanjutkan contoh dinding karung pasir, pertimbangkan konduksi panas. Konduksi adalah seperti peletakan langsung tas di dinding oleh pekerja. Kapasitas Panas adalah seperti daya tahan setiap pekerja - pekerja daya tahan tinggi bisa tetap bekerja tanpa memperlambat upaya atau mencapai batas daya tahan, dan bahan panas tinggi kapasitas dapat memberikan banyak panas tanpa mengubah suhu sebanyak. Konduktivitas termal seperti kecepatan pekerja dalam mengisi dan meletakkan tas. Bahan dengan tas tinggi konduktivitas termal bergerak cepat. Namun, bahan yang sangat panas konduktif tetapi kapasitas rendah tidak membuat untuk perpindahan panas yang baik (bayangkan aluminium foil). Seperti seorang pekerja yang bekerja cepat, tapi ban cepat, aluminium foil memanaskan dan mendinginkan dengan cepat, sehingga transfer panas juga berakhir dengan cepat.

Mari kita bandingkan sifat media memasak umum: udara, uap, air cair, minyak sayur, baja, dan aluminium.


Table 1: Thermal Properties of Common Cooking Media
All values approximate; many are functions of temperature

MaterialType	Heat Capacity (J/g-K)	Thermal Conductivity (J/sec-m-K)	Effective Temp.Range (°F/°C)	And therefore, it's good for... (applications)
Air	1*	0.02	Virtually no limit	High temp, radiative cooking, deep browning
Steam	2*	0.02	212°F / **100°C**	Gentle, low temp, "drier" than boiling
Water	4.2	0.6	32-212°F / 0-100°C	Low temperature, faster than steam, add water to foods (e.g. pasta)
Cooking Oils	2	0.2	40-450°F / 5-230°C	Moderate temperature, moderate browning
Aluminum	0.9	250	Melts at > 1100°F / 600°C	To distribute heat evenly across a surface, high and low heat

* Ingat, kapasitas panas terdaftar dalam hal massa, bukan volume. Butuh sekitar 1000 kali volume gas (tergantung suhu) memiliki massa yang sama dengan air atau minyak.
** Tinggi suhu mungkin dengan kompor tekanan

Sebagai samping, panas juga melakukan dalam makanan. Potongan steak panggang terbuka merupakan ilustrasi besar konduksi dalam makanan. di luar itu hangus dan yummy. di dalam yang dingin, merah (dan yummy, jika Anda seperti tenderloin langka yang baik seperti yang saya lakukan!). Dengan konduksi, sebuah bentuk gradien suhu dari luar panas ke bagian dalam dingin. Warna daging, transisi dari coklat sampai merah muda untuk menunjukkan merah gradien suhu!

Konduksi juga menjelaskan fenomena "pembawa", atau bagaimana temperatur internal makanan terus naik setelah Anda keluarkan dari panas (misalnya panggang dari oven). Ketika makanan di luar sangat panas dan dalam jauh lebih dingin, bahkan setelah Anda menghapus dari sumber panas, panas di luar panas makanan akan terus transfer ke interior dingin. Bagian luar panas panas steak transfer ke pusat dingin bahkan setelah Anda keluarkan dari panggangan, sebuah termometer di tengah akan mendaftarkan kenaikan suhu.

Konveksi
Melanjutkan contoh kita membangun dinding karung pasir, sekarang pertimbangkan konveksi. Konveksi adalah seperti bergerak di pekerja segar di dinding dan memberikan pekerja lelah istirahat. Ingatlah konveksi yang pergerakan panas karena gerakan massal suatu medium. Dalam hal perpindahan panas, makanan umumnya sistem tertutup; memasak medium (udara, air, minyak) transfer panas ke makanan oleh konduksi, tetapi tidak sendiri pindah ke makanan yang sangat banyak. Kadang-kadang media mendapat dalam (hal yang baik dalam pasta, buruk di goreng), tetapi tidak cukup untuk membuat perbedaan besar dalam transfer panas. Jadi, dalam memasak, tugas konveksi adalah tidak untuk memanaskan makanan secara langsung, tapi untuk memastikan bahwa pemanasan (konduksi) terjadi efisien.

Ingat bahwa perbedaan suhu menyebabkan perpindahan panas dan perbedaan suhu lebih besar berarti perpindahan panas lebih. Jadi cara yang dapat memberikan kontribusi konveksi perpindahan panas adalah dengan bergerak media memasak sekitar, menggantikan media dingin (di samping makanan, di mana ia telah mengalihkan panas untuk makanan sudah) dengan media panas, dan panas dingin bertukar untuk selanjutnya ke elemen pemanas. Pindah material, mengambil panas dengan itu, transfer panas yang lebih dalam daripada yang menengah konduksi saja. Dan, karena suhu rata-rata media dekat dengan makanan tetap tinggi, lebih banyak terjadi perpindahan panas ke dalam makanan, dan memasak makanan cepat. Semakin besar jarak dari elemen pemanas untuk makanan, konveksi hal-hal yang lebih. Di goreng atau baking, konveksi membuat perbedaan besar. Dalam menumis, mana jarak dari wajan panas ke dalam makanan kecil, konveksi jauh kurang penting (dan konveksi diabaikan dalam bahan padat anyway).

Radiasi
Terakhir, pertimbangkan radiasi. perpindahan panas radiasi adalah seperti memiliki kelompok kedua pekerja dipisahkan dari dinding terengah-engah karung pasir di atasnya. Beberapa tas tidak membuat dan terpental atau melewati dinding. It's pretty sulit untuk memiliki tanah mereka di dinding, terutama jika dinding tersebut tinggi atau jauh. Dalam kehidupan nyata, perpindahan panas radiasi melibatkan sumber radiasi elektromagnetik yang balok energi untuk makanan. Partikel-partikel radiasi (ya, mereka berperilaku seperti partikel dalam hal ini) kadang-kadang diserap oleh makanan. Setiap makanan - setiap bagian dari makanan yang sebenarnya - memiliki cara khas sendiri dari berinteraksi dengan radiasi, yang dikenal sebagai absorbansi nya. Ketika makanan menyerap radiasi, energi radiasi partikel diubah menjadi panas. Makanan juga dapat mencerminkan radiasi, atau hanya membiarkannya lewat. Aku tidak akan membahas penyerapan microwave di detail terlalu banyak, tapi membandingkan kontainer identik minyak dan air saat dipanaskan dalam microwave. Meski kapasitas panas air yang lebih baik daripada minyak, temperatur akan naik lebih cepat daripada minyak. Hal ini karena menyerap panas lebih dari radiasi gelombang mikro dari minyak tersebut.

Pertimbangan lain dalam pemanasan radiasi adalah medium memasak. memasak radiasi dilakukan hampir secara eksklusif di udara karena air, minyak, dan cairan lain dan menyerap radiasi sangat padat. Menggunakan karung pasir sebagai contoh, gelombang kedua pekerja jauh dari dinding membuang tas di dinding. Dengan udara, barisan pekerja di dekat dinding yang berjarak jauh, dan hampir semua tas menghantam dinding (mereka tidak dapat mendarat di dinding, tapi setidaknya mereka sampai di sana). Dengan air atau minyak, para pekerja di dinding dikemas jauh lebih padat. Alih-alih kantong mendarat di dinding, mereka memukul para pekerja. radiasi infra merah, panas bersinar Anda merasa dari panas bara, diserap kuat oleh makanan, tetapi tidak menembus makanan dalam. Ketika Anda memasak di bawah ayam ras pedaging yang, radiasi inframerah diserap oleh permukaan makanan, dan kemudian dilakukan ke dalam makanan. Sebaliknya, gelombang mikro dapat menembus lebih dalam makanan; interior makanan bisa dipanaskan secara langsung.

Radiasi ini juga nyaman dalam bahwa sebagian besar dapat dikontrol secara independen konduksi dan konveksi. Misalnya, Anda dapat mengubah pengaturan pada microwave Anda, pindah makanan jauh dari batubara, penutup makanan, dll Jadi radiasi adalah elemen ditambahkan, dikendalikan untuk memastikan Anda mendapatkan hasil yang Anda inginkan.

Satu catatan terakhir - Anda tidak perlu memiliki bahan merah menyala untuk radiasi terjadi. Semua hal - makanan, es, kau, anjing saya - inframerah memancarkan radiasi. deteksi inframerah adalah bagaimana beberapa kacamata night vision bekerja. Dalam oven Anda, radiasi juga penting. pemanasan Beberapa terjadi melalui konduksi dan konveksi dari udara panas, namun beberapa juga karena radiasi. Radiasi yang khususnya penting untuk browning makanan selama pemanggangan. Puting foil selama casserole Anda tidak hanya mencegah konveksi, tetapi juga radiasi.

Rekayasa Heat Transfer
Sekarang bahwa Anda memiliki pengetahuan, mari kita bandingkan ketergantungan metode memasak berbeda pada perpindahan panas.

Tabel 2: Cara memasak umum dan bagaimana mereka menyebabkan perpindahan panas

Method	Conduction	Convection	Radiation
Steaming	High	High	Low
Boiling	High	Moderate	Low
Deep frying	High	Moderate	Low
Sautéing	High	Low	Low
Broiling	Moderate	Low	High
Baking	High	High	Moderate
Grilling	Moderate	Moderate	High
Microwaving	Low	Low	High

Tabel 3: Perbandingan Kualitatif suhu maksimum dan laju perpindahan panas dengan menggunakan berbagai metode memasak.

Semakin tinggi perpindahan panas, semakin rendah waktu memasak. Suhu udara hanya ilustrasi kualitatif - metode memasak paling span rentang temperatur yang luas.
* Suhu adalah properti dari materi, tidak radiasi, dan tidak berlaku secara langsung untuk mentransfer panas radiasi. Karena kita membahas temperatur yang berkaitan dengan perpindahan panas, gelombang mikro dan gelombang inframerah terdaftar suhu tinggi sebagai 'karena mereka dapat mentransfer panas ke dalam makanan bahkan sangat panas.

Jadi bagaimana hal ini berguna dalam memasak? Anda dapat menggunakan informasi ini untuk mencapai kematangan yang tepat yang Anda inginkan untuk makanan Anda bersama dengan jumlah yang tepat dari browning Anda inginkan.

Sebagai contoh, apakah Anda ingin steak langka dengan garis-garis char cantik? Crank sampai panas, masukkan steak langsung di atas bara, dan minyak grill grates. Radiasi langsung akan char di luar lebih cepat daripada di dalam bisa masak, meninggalkan dalam langka. Minyak pada tungku terbuka akan meningkatkan konduksi panas dari tungku terbuka untuk steak. Besi cor memiliki pori-pori dan kantong diisi dengan udara; panas akan melakukan melalui pori-pori diisi dengan minyak lebih cepat dibandingkan dengan udara. Jadi sekarang Anda juga bisa wow teman-teman Anda dengan garis-garis yang indah menjadi layu.

Contoh lain: kalkun goreng indah coklat keemasan. Apakah Anda ingin menunggu 4 jam untuk burung Anda? Deep goreng transfer panas jauh lebih cepat daripada baking, sehingga burung Anda akan dilakukan dalam waktu kurang dari satu jam. Dan, suhu moderat goreng (dibandingkan dengan pemanggangan), berarti ia akan tetap berwarna cokelat keemasan, tidak terbakar, di bagian luar.

Bagaimana dengan udang yang? Jika Anda ingin halus, manis, udang tender, tidak ada detakan sebuah merebus lambat (seperti mendidih, tetapi suhu yang lebih rendah). Temperatur rendah dan tinggi transfer rate (tingkat transfer yang tinggi berarti waktu memasak lebih cepat) hanya ingin kau inginkan. Sebaliknya, jika Anda ingin char shell sedikit di luar untuk mengembangkan berasap, rasa pedas, menggosok 'em dengan garam dan merica dan melempar' mereka di bawah ayam pedaging!

Untuk mencapai hasil yang Anda inginkan, Anda harus mempertimbangkan baik * suhu dan tingkat * transfer panas. Dari Lyonnaise kentang panggang tips asparagus, makanan Anda menuntut lengkap suhu dan tingkat perpindahan panas. Karena metode tidak dapat melakukan semuanya - dan karena tidak ada yang suka dibakar atau makanan kurang matang - hal ini membantu untuk mengetahui sedikit tentang masing-masing.

Kesimpulan
Bersenjata dengan beberapa pemahaman dasar memasak dan perpindahan panas, siapa pun dapat memilih metode memasak yang sempurna untuk hidangan yang mereka ingin membuat. Dengan memperhatikan suhu dan laju perpindahan panas, Anda dapat mencapai brownness tepat dan kematangan yang Anda inginkan!

Accelerometers

Ingin tahu seberapa cepat mobil Anda pergi? Ini hanya sekilas mudah di speedometer!

Kecepatan adalah pengukuran praktis yang memberitahu Anda seberapa cepat Anda bisa mendapatkan dari satu tempat ke tempat lain. top speed Sebuah mobil biasanya indikasi yang baik tentang bagaimana kuat mesin itu, tapi tetap dengan asumsi setiap orang dalam batas kecepatan maksimum, kecepatan maksimum hanya angka-angka pada menggunakan kertas-sedikit atau tidak kepada siapa pun.

Percepatan jauh lebih menarik daripada kecepatan dan lebih bermanfaat jika Anda perlu untuk keluar dari bahaya di belakang kemudi: itu seberapa cepat sesuatu yang dapat mempercepat atau memperlambat. Mengukur percepatan agak sedikit lebih rumit dari pengukuran kecepatan karena melibatkan mencari tahu bagaimana perubahan kecepatan selama periode waktu. Bagaimana Anda mengukur percepatan? Tidak mengherankan, dengan perangkat yang disebut accelerometer. Dulu kau telah menemukan gadget seperti ini hanya dalam ruang atau roket jumbo jet, sekarang mereka berada di hampir setiap mobil, komputer laptop banyak, dan segala macam gadget portable seperti iPod dan iPhone. Mari kita lihat lebih dekat apa yang mereka, apa yang mereka lakukan, dan bagaimana mereka bekerja!

Apa sebenarnya percepatan?

Sebelum Anda dapat memahami accelerometers, Anda benar-benar perlu memahami percepatan-jadi mari kita rekap cepat. Jika Anda memiliki mobil yang berakselerasi dari berhenti untuk kecepatan (atau, benar-benar berbicara, kecepatan) dari 100 km / jam dalam 5 detik, percepatan adalah perubahan kecepatan atau kecepatan dibagi dengan waktu-jadi 100 / 5 atau 20 km / h per detik. Dengan kata lain, setiap detik adalah mengemudi mobil, itu menambah satu lagi / h 20km untuk kecepatan. Jika Anda duduk di dalam mobil ini, Anda bisa mengukur percepatan menggunakan stopwatch dan speedometer mobil. Cukup membaca speedometer setelah 5 detik, membagi membaca dengan 5, dan Anda mendapatkan percepatan.

Tetapi bagaimana jika Anda ingin tahu percepatan saat ke saat, tanpa menunggu waktu tertentu untuk berlalu? Jika Anda tahu tentang hukum gerakan, Anda akan tahu bahwa orang Inggris yang brilian ilmuwan Isaac Newton percepatan didefinisikan dengan cara yang berbeda dengan menghubungkannya dengan massa dan kekuatan. Jika Anda memiliki kekuatan tertentu (misalnya, kekuatan di kaki Anda saat Anda menendang ke luar) dan Anda menerapkannya ke massa (sepak bola), Anda akan membuat mempercepat massa-bola akan menembak ke udara.

Hukum kedua Newton tentang gerak berhubungan gaya, massa, dan percepatan melalui persamaan ini sangat sederhana:

Gaya = massa x percepatan

atau ...

F = m a

atau ...

a = F / m

Dengan kata lain, percepatan adalah jumlah tenaga kita perlu memindahkan setiap unit massa. Melihat persamaan ini, Anda bisa melihat mengapa sepak bola bekerja dengan cara mereka lakukan: semakin keras Anda menendang (lebih gaya), atau lebih ringan bola (kurang massa), percepatan semakin Anda akan memproduksi-dan cepat bola akan terbang melalui langit.

Anda juga dapat melihat kita sekarang memiliki cara kedua menghitung percepatan yang tidak melibatkan jarak, kecepatan, atau waktu. Jika kita dapat mengukur gaya yang bekerja pada sesuatu dan juga massa nya, kita bisa mengetahui percepatannya cukup dengan membagi gaya dengan massa. Tidak perlu untuk mengukur kecepatan atau waktu sama sekali!

Bagaimana cara kerja accelerometers?

Persamaan ini adalah teori di balik accelerometers: mereka mengukur percepatan tidak dengan menghitung kecepatan bagaimana perubahan dari waktu ke waktu tetapi dengan mengukur kekuatan. Bagaimana mereka melakukannya? Secara umum, dengan merasakan berapa menekan massa pada sesuatu ketika sebuah gaya bekerja pada itu.

Ini adalah sesuatu yang kita semua sangat akrab dengan ketika kita berada di mobil. Bayangkan Anda sedang duduk di kursi belakang mobil, dengan senang hati mengurus bisnis Anda sendiri, dan sopir mempercepat tiba-tiba lewat sebuah truk yang bergerak lambat. Anda merasa diri Anda berdebar kembali ke kursi. Mengapa? Karena percepatan membuat mobil bergerak maju tiba-tiba. Anda mungkin berpikir Anda pindah ke belakang saat mobil berakselerasi ke depan, tapi itu hanya ilusi: benar apa yang Anda alami adalah mobil mencoba untuk bergerak tanpa Anda dan kursi Anda menangkap Anda dari belakang!

Hukum gerak memberitahu kami bahwa tubuh Anda mencoba untuk terus dengan kecepatan tetap, tetapi kursi terus mendorong ke dalam diri Anda dengan kekuatan dan membuat Anda mempercepat gantinya. Semakin banyak mobil mengalami percepatan, gaya lebih Anda merasa dari kursi Anda dan Anda benar-benar bisa merasakannya! Otak Anda dan tubuh bekerja sama untuk membuat accelerometer cukup efektif: lebih gaya pengalaman tubuh Anda, percepatan lebih otak Anda register dari perbedaan antara gerakan tubuh Anda dan orang-orang dari mobil. (Dan mengambil petunjuk yang berguna dari sensasi lain, termasuk tingkat di mana objek bergerak melewati jendela, perubahan dalam suara mesin mobil, suara udara bergegas masa lalu, dan sebagainya) Momen saat, Anda. pengertian percepatan perubahan dari perubahan sensasi di tubuh Anda, bukan dengan menghitung seberapa jauh Anda telah bepergian dan Anda lama waktu yang dibutuhkan.

Dan accelerometers bekerja secara luas dengan cara yang sama.
Jenis accelerometers
Ada berbagai jenis accelerometers. Yang sedikit mekanis seperti versi scaled-down penumpang yang duduk di mobil pergeseran bolak-balik sebagai kekuatan bertindak atas mereka. Mereka memiliki sesuatu seperti massa yang melekat pada musim semi ditangguhkan dalam sebuah casing luar. Ketika mereka mempercepat, casing off segera bergerak tapi massa tertinggal di belakang dan pegas membentang dengan gaya yang sesuai dengan percepatan. Jarak membentang musim semi (yang sebanding dengan gaya peregangan) dapat digunakan untuk mengukur gaya dan percepatan dalam berbagai cara yang berbeda. Seismometer (digunakan untuk mengukur gempa bumi) bekerja di luas cara ini, dengan menggunakan pena pada massa berat melekat ke mata untuk mendaftar kekuatan gempa. Ketika gempa bumi terjadi, itu getar kabinet Seismometer tetapi pena (terlampir untuk massa a) memakan waktu lebih lama untuk bergerak, sehingga meninggalkan jejak dendeng pada grafik kertas.

Bagaimana sebuah karya accelerometer mekanis.

Artwork: Konsep dasar dari sebuah accelerometer mekanik: bergerak accelerometer sebagai kotak abu-abu ke kanan, massa (gumpalan merah) yang tertinggal dan menarik jejak di atas kertas.

Alternatif desain accelerometers mengukur kekuatan tidak dengan membuat pena jejak di atas kertas tapi dengan menghasilkan sinyal listrik atau magnet. Dalam accelerometers piezoresistif, massa terpasang ke potensiometer (resistor variabel), sedikit seperti kontrol volume, yang ternyata up arus listrik atau bawah sesuai dengan ukuran gaya yang bekerja padanya. Kapasitor juga dapat digunakan dalam accelerometers untuk mengukur kekuatan dengan cara yang sama: jika massa bergerak mengubah jarak antara dua pelat logam, mengukur perubahan kapasitansi mereka memberikan pengukuran gaya yang bertindak.

Bagaimana sebuah karya accelerometer kapasitif.

 

Artwork: Konsep yang luas dari accelerometer kapasitif: sebagai bergerak accelerometer kotak abu-abu ke kanan, massa merah yang tertinggal dan mendorong pelat logam biru lebih dekat bersama-sama, mengubah kapasitansi mereka dengan cara yang dapat diukur.

Dalam beberapa accelerometers, kristal piezoelektrik seperti kuarsa melakukan pekerjaan pintar. Anda memiliki kristal terpasang ke massa, sehingga ketika bergerak accelerometer, massa meremas kristal dan menghasilkan tegangan listrik kecil.

Bagaimana sebuah karya piezoelectric accelerometer.

Artwork: Konsep dasar dari sebuah akselerometer piezoelektrik: accelerometer sebagai kotak abu-abu gerakan yang benar, massa meremas kristal piezoelektrik biru (sangat berlebihan dalam gambar ini), yang menghasilkan tegangan. Semakin besar percepatan, semakin besar gaya, dan semakin besar arus yang mengalir (panah biru).

Dalam accelerometers Hall-efek, gaya dan percepatan diukur dengan merasakan perubahan kecil dalam medan magnet.
 
Apa accelerometers digunakan untuk?

Sebuah roket ruang accelerometer yang dibuat oleh Honeywell untuk NASA.

Accelerometers adalah barang dari ilmu-roket secara harfiah! Dipasang pada pesawat ruang angkasa, mereka cara praktis untuk mengukur tidak hanya perubahan kecepatan roket, tetapi juga puncak (ketika kerajinan adalah pada jarak maksimum dari Bumi atau massa lain, sehingga percepatan gravitasi adalah minimum) dan orientasi ( karena perubahan sesuatu memiringkan cara bekerja pada gravitasi dan gaya rasanya). Accelerometers juga banyak digunakan dalam navigasi inersia dan sistem bimbingan dalam hal-hal seperti pesawat dan pilot otomatis kapal. Penggunaan lain yang sangat umum dalam transportasi adalah airbag mobil: ketika accelerometer mendeteksi perubahan mendadak pada kecepatan mobil, sinyal benturan dekat, itu memicu rangkaian listrik yang membuat airbag mengembang.

Jika Anda memiliki ponsel modern, MP3 player, atau konsol permainan genggam, mungkin memiliki accelerometer dibangun ke dalamnya sehingga dapat merasakan saat Anda memiringkan dari sisi ke sisi. Begitulah iPhone atau iPod Touch secara otomatis angka ketika beralih tata letak layar dari tegak ke melebar. Banyak permainan dan "aplikasi" dirancang untuk gadget seperti kerja iPhone dengan merasakan betapa sulit atau seberapa cepat Anda bergerak atau terguncang kasus menggunakan accelerometers kecil di dalam.

Anda akan terkejut melihat beberapa hal accelerometers digunakan untuk. Tahukah Anda, misalnya, bahwa pakaian hi-tech telah accelerometers mesin cuci yang dapat mendeteksi ketika beban seimbang dan matikan motor listrik untuk menghentikan mereka dari pemintalan diri berkeping-keping? Atau bahwa alat-alat pemanas, seperti pemanas besi elektronik dan kipas, telah accelerometers dalam yang mendeteksi ketika mereka jatuh dan mereka beralih ke menghentikan mereka menyebabkan kebakaran? Amazing, eh? Bukankah ilmu roket berguna!

Sumber : http://www.explainthatstuff.com/accelerometers.html
Diterjemahkan Bebas

Apa sih panas?

Foto: Sebagian besar energi di Bumi (termasuk sebagian besar energi panas) mulai di bola panas materi yang kita sebut Matahari. Sumber tribunnews

Permukaan Matahari

Panas adalah cara singkat untuk mengatakan "energi panas." Ketika ada yang panas, ia memiliki banyak energi panas, ketika itu dingin, ia memiliki lebih sedikit. Tapi bahkan hal-hal yang tampaknya dingin (seperti beruang kutub dan gunung es) memiliki energi panas agak lebih daripada yang mungkin Anda kira.

Objek dapat menyimpan panas karena atom dan molekul di dalam mereka saling berdesakan dan menabrak satu sama lain. Ide ini disebut teori kinetik materi, karena menggambarkan panas sebagai jenis energi kinetik yang disimpan oleh atom dan molekul . Ini dikembangkan di abad ke-19 oleh berbagai ilmuwan, termasuk fisikawan Austria Ludwig Boltzman (1844-1906) dan fisikawan Inggris James Clerk Maxwell (1831-1879).

Teori kinetik membantu kita memahami mana energi panas yang terjadi. Jika Anda meletakkan panci berisi air dingin di atas kompor panas, Anda akan membuat molekul-molekul dalam air saling bertabrakan sengan cepat. Semakin panas karena, semakin cepat molekul bergerak dan makin sering terjadi gesakan atau benturan antara molekul. Dimana pada saat tertentu, cairan ini bisa merubah menjadi gas: air menjadi uap dan menguap pergi.

Apa yang terjadi jika sebaliknya?

Sekarang anggaplah kita mencoba trik yang berlawanan. Mari kita mengambil kendi air dan menaruhnya di lemari es untuk didinginkannya. Sebuah lemari es bekerja dengan cara sistematis menghilangkan energi panas dari makanan. Masukkan air di dalam lemari es dan langsung mulai kehilangan energi panas. Panas semakin kalah, semakin banyak energi kinetik molekul yang kehilangan, semakin lambat mereka bergerak. Segera atau lambat, molekul cukup dekat sehingga mengunci dan berubah menjadi kristal, cairan berubah menjadi padat, dan Anda menemukan es!

Es beku di dalam kulkas

Bagaimana jika Anda memiliki lemari es fresher yang terus dingin ... dan dingin ... dan dingin. Sebuah lemari es, jika memiliki satu, dapat mengambil suhu turun diantara -10 ° C dan -20 ° C (14 ° F hingga -4 ° F). Tetapi bagaimana jika pendinginan itu jadi lebih rendah? Akhirnya, Anda akan mencapai temperatur di mana molekul-molekul air berhenti bergerak sama sekali karena mereka sama sekali tidak ada energi kinetik yang tersisa. Untuk alasan kami tidak akan masuk ke sini, ini suhu adalah -273,15 ° C (-459,67 ° F) dan kami lihat sebagai nol absolut.

Foto: Es mungkin terlihat dingin.

Dalam teori, nol mutlak adalah suhu terendah yang pernah ada dapat mencapai. Dalam prakteknya, itu hampir mustahil untuk mendinginkan apa bawah yang banyak-ilmuwan telah mencoba sangat keras tapi masih tidak benar-benar mencapai suatu suhu rendah. Amazing hal terjadi ketika Anda mendekati nol mutlak. Beberapa bahan, misalnya, bisa kehilangan hampir semua perlawanan mereka dan menjadi konduktor listrik yang luar biasa disebut superkonduktor. Ada situs PBS hebat di mana Anda dapat mengetahui lebih banyak tentang nol mutlak dan hal-hal menakjubkan yang terjadi di sana.

Apakah perbedaan antara panas dan temperatur?

Termometer merkuri

Sekarang Anda tahu tentang nol mutlak, mudah untuk melihat mengapa sesuatu seperti gunung es (yang dapat pada suhu dingin sekitar 3-4 C ° atau bulat sekitar 40 ° F) relatif panas. Dibandingkan dengan nol mutlak, segala sesuatu di dunia kita sehari-hari panas karena molekul-molekul yang bergerak di sekitar dan memiliki setidaknya beberapa energi panas. Segala sesuatu di sekitar kita juga pada suhu panas lebih dari nol mutlak.

Anda dapat melihat ada hubungan erat antara berapa banyak panas sesuatu energi dan suhu. Jadi energi panas dan suhu saja hal yang sama? Tidak! Mari kita ini jelas:

• Panas adalah energi yang tersimpan di dalam sesuatu.
• Suhu merupakan ukuran bagaimana panas atau dingin sesuatu.

Sebuah suhu benda tidak memberitahu kita bagaimana energi banyak panas itu. Sangat mudah untuk melihat mengapa tidak jika Anda berpikir tentang gunung es dan es batu. Keduanya pada suhu kurang lebih sama tetapi karena gunung es memiliki massa jauh lebih besar dari es batu, berisi miliaran molekul dan energi lebih banyak panas lebih.

Foto:  termometer merkuri

Bagaimana kita bisa mengukur suhu?

Kami mengukur suhu dengan termometer menggunakan dua umum (dan cukup sewenang-wenang) disebut skala Celcius (atau Celcius) dan Fahrenheit, nama untuk ahli astronomi Swedia Anders Celsius (1701-1744) dan fisikawan Jerman Daniel Fahrenheit (1686-1736).

Ada juga suatu skala suhu ilmiah disebut Kelvin (atau skala absolut), nama untuk fisikawan Inggris William Thompson (Lord Kelvin kemudian, 1824-1907). Logikanya, skala Kelvin jauh lebih masuk akal untuk para ilmuwan karena berjalan ke atas dari nol mutlak (yang juga dikenal sebagai 0K, tanpa simbol tingkat antara nol dan K). Anda akan melihat banyak suhu Kelvin dalam fisika, tetapi Anda tidak akan menemukan peramal cuaca memberikan suhu seperti itu. Sebagai catatan, hari yang cukup panas (20-30 ° C) masuk di sesuatu seperti 290-300K: Anda hanya menambahkan 273 Anda memikirkan mengkonversi Celcius ke Kelvin.

 Bagaimana perjalanan panas?

Satu hal yang mungkin Anda perhatikan tentang panas yang umumnya tidak tinggal di mana Anda menempatkannya. Hal-hal panas bisa lebih dingin, hal dingin bisa menjadi lebih panas, dan diberikan waktu yang cukup-dan pada akhirnya menjadi sama. Bagaimana bisa?

Ada hukum dasar fisika disebut hukum kedua termodinamika dan mengatakan, pada dasarnya, bahwa cangkir kopi selalu pergi dingin dan es krim selalu mencair: panas mengalir dari hal-hal yang panas menuju yang dingin dan tidak sebaliknya. Anda tidak pernah melihat kopi mendidih dengan sendirinya atau es krim semakin dingin pada hari-hari cerah! Hukum termodinamika kedua juga bertanggung jawab atas tagihan bahan bakar menyakitkan bahwa drop melalui kotak surat Anda beberapa kali setahun. Singkatnya: panas yang Anda membuat rumah Anda dan dingin itu di luar, semakin banyak panas Anda akan kehilangan. Untuk mengurangi masalah itu, Anda perlu memahami tiga cara yang berbeda di mana panas dapat melakukan perjalanan: disebut konduksi, konveksi, dan radiasi. Kadang-kadang Anda akan melihat ini disebut sebagai tiga bentuk perpindahan panas.

Foto: Konduksi, konversi dan radiasi panas

.

Konduksi

Konduksi adalah bagaimana arus panas antara dua benda padat pada suhu yang berbeda dan menyentuh satu sama lain (atau antara dua bagian dari benda padat sama jika mereka berada di temperatur yang berbeda). Berjalan di atas lantai batu dengan kaki telanjang Anda dan itu terasa dingin karena panas mengalir cepat dari tubuh Anda ke lantai dengan konduksi. Aduk panci sup dengan sendok logam dan Anda harus segera menemukan satu kayu sebagai gantinya: panas bergerak cepat di sepanjang sendok dengan konduksi dari sup panas ke jari-jari Anda.


Konveksi

Konveksi adalah cara utama arus panas melalui zat cair dan gas. Letakkan panci dingin, sup cair pada kompor Anda dan beralih pada panas. Sup di dasar panci, paling dekat dengan panas, hangat dengan cepat dan menjadi kurang padat (lebih ringan) daripada sup dingin di atas. Sup hangat naik ke atas dan sup dingin di atas jatuh ke bawah untuk mengambil tempatnya. Segera Anda punya sirkulasi panas mengalir di panci, agak seperti ban berjalan panas tak terlihat, dengan pemanasan, naik sup dan pendinginan, jatuh sup. Secara bertahap, seluruh panci memanas. Konveksi adalah juga salah satu cara rumah kita panas ketika kita menghidupkan pemanas. Air hangat di atas pemanas dan naik ke udara, mendorong udara dingin turun dari langit-langit. Tak lama kemudian, ada sirkulasi yang terjadi secara bertahap menghangat seluruh ruangan.


Panas kerugian oleh radiasi pada landasan peluncuran roket.
Radiasi

Radiasi adalah cara utama ketiga dimana perjalanan panas. Konduksi membawa panas melalui benda padat; konveksi membawa panas melalui cairan dan gas, tetapi radiasi dapat membawa panas melalui ruang kosong-bahkan melalui ruang hampa. Kita tahu bahwa banyak hanya karena kita masih hidup: hampir semua yang kita lakukan di Bumi ini didukung oleh radiasi matahari berseri-seri menuju planet kita dari Matahari melalui kegelapan ruang kosong lolongan. Tapi ada banyak radiasi panas di Bumi juga. Duduk di dekat api log keritik dan Anda akan merasakan panas memancar keluar dan membakar pipi Anda. Anda tidak bersentuhan dengan api, jadi panas tidak datang kepada Anda oleh konduksi dan, jika Anda di luar, konveksi mungkin tidak membawa banyak terhadap Anda baik. Sebaliknya, semua panas yang Anda rasakan perjalanan oleh radiasi-dalam garis lurus, dengan kecepatan cahaya yang dibawa oleh suatu jenis radiasi elektromagnetik disebut inframerah.

Gambar: gambar termal Inframerah (kadang-kadang disebut thermographs atau thermograms) menunjukkan bahwa semua benda mengeluarkan energi panas melalui radiasi. Dalam dua foto, Anda dapat melihat roket di landasan peluncuran difoto dengan kamera normal (di atas) dan kamera termal infra merah (di bawah). Bagian paling dingin adalah ungu, biru, dan hitam; daerah terpanas merah, kuning, dan putih. Foto oleh R. Hurt, NASA / JPL-Caltech, milik NASA Images.
Mengapa beberapa hal yang membutuhkan waktu lebih lama untuk memanaskan daripada yang lain?

bahan yang berbeda dapat menyimpan panas lebih atau kurang tergantung pada struktur internal atom atau molekul. Air, misalnya, dapat menyimpan dalam jumlah besar panas-itu salah satu alasan mengapa kita menggunakannya dalam sistem pemanas sentral-meskipun juga dibutuhkan waktu yang relatif lama memanas. Logam membiarkan panas melewati mereka sangat baik dan cepat panas, tapi mereka tidak begitu pandai menyimpan panas. Hal-hal yang panas toko baik (seperti air) yang dikatakan memiliki kapasitas panas tinggi tertentu.



Gagasan kapasitas panas spesifik membantu kita memahami perbedaan antara suhu panas dan cara lain. Misalkan Anda menempatkan sebuah panci tembaga kosong di atas kompor panas itu suhu tertentu. Tembaga melakukan panas yang sangat baik dan memiliki kapasitas panas spesifik relatif rendah, sehingga memanas dan mendingin turun sangat cepat (karena itulah panci cenderung memiliki dasar tembaga). Tetapi jika Anda mengisi panci yang sama dengan air, dibutuhkan jauh lebih lama untuk panas hingga suhu yang sama. Mengapa? Karena Anda harus menyediakan lebih banyak energi panas untuk menaikkan suhu air dengan jumlah yang sama. kapasitas panas spesifik air adalah sekitar 11 kali lebih tinggi dari tembaga, jadi jika Anda memiliki massa air yang sama dan tembaga, dibutuhkan 11 kali lebih banyak energi untuk meningkatkan suhu air dengan jumlah yang sama derajat.


kapasitas panas spesifik dapat membantu Anda memahami apa yang terjadi ketika Anda panas rumah Anda dengan cara yang berbeda dalam waktu musim dingin. Udara memanas relatif cepat karena dua alasan: pertama, karena kapasitas panas spesifik udara sekitar seperempat dari; kedua air, karena udara adalah gas, itu memiliki massa yang relatif sedikit. Jika ruang Anda beku dan Anda menghidupkan kipas angin (konveksi) pemanas, Anda akan menemukan segala sesuatu tampak untuk pemanasan yang sangat cepat. Itu karena kau dasarnya hanya memanas udara. Matikan kipas dan pemanas ruangan akan dingin juga cukup cepat karena udara, dengan sendirinya, tidak memiliki banyak kemampuan untuk menyimpan panas.

Jadi bagaimana Anda akan mendapatkan kamar Anda benar-benar hangat? Jangan lupa bahwa tidak ada hanya udara di dalamnya yang Anda butuhkan untuk memanaskan: ada furniture solid, karpet, tirai, dan banyak hal lainnya juga. Ini memakan waktu lebih lama untuk memanaskan hal-hal ini sampai karena mereka solid dan jauh lebih besar daripada udara. Semakin dingin, benda padat yang ada di kamar Anda, energi panas yang Anda miliki untuk memasok panas mereka semua sampai suhu tertentu. Anda akan perlu panas mereka menggunakan konduksi dan radiasi serta konveksi-dan itu membutuhkan waktu. Tapi, karena hal-hal yang solid baik toko panas, mereka juga mengambil waktu untuk mendinginkan. Jadi, memberikan Anda telah layak untuk menghentikan insulasi panas keluar dari dinding, jendela, dan sebagainya, sekali kamar Anda telah mencapai suhu tertentu, harus tetap hangat selama beberapa waktu tanpa Anda harus menambahkan lebih banyak panas.

Apakah lebih panas selalu berarti suhu yang lebih tinggi?

Dari apa yang kita katakan sejauh ini, Anda mungkin dimaafkan bila berpikir bahwa memberikan sesuatu yang lebih panas selalu membuat kenaikan suhu. Secara umum itu benar, tetapi tidak selalu.

Misalkan Anda memiliki gumpalan es mengambang dalam panci berisi air dan Anda letakkan di atas kompor panas Anda. Jika Anda tetap termometer dalam campuran es-air, Anda akan menemukannya di sekitar 0 ° C (32 ° F)-titik beku air normal. Tapi jika Anda terus pemanasan, Anda akan menemukan suhu tetap sama sampai semua es cukup banyak telah dicairkan, meskipun Anda memasok panas lebih sepanjang waktu. Seolah-olah campuran es-air mengambil panas yang Anda memberi dan menyembunyikannya di suatu tempat. Anehnya, itulah apa yang terjadi!

Konsep panas laten peleburan dan penguapan.

Ketika perubahan zat dari padat menjadi cair atau dari cair ke gas, dibutuhkan energi untuk mengubah keadaan tersebut. Untuk mengaktifkan es padat ke dalam air cair, misalnya Anda harus mendorong molekul-molekul air di dalam lebih lanjut terpisah dan terpecah kerangka (atau struktur kristal) berpendapat bahwa mereka bersama-sama. Jadi, sementara es yang mencair (dengan kata lain, selama perubahan keadaan dari padat ke air es cair), semua pasokan energi panas Anda sedang digunakan untuk molekul yang terpisah dan tidak ada yang tersisa untuk meningkatkan suhu.

Panas yang dibutuhkan untuk perubahan padat menjadi cair disebut panas laten fusi. Laten berarti tersembunyi dan "panas laten peleburan" mengacu pada panas tersembunyi yang terlibat dalam membuat perubahan keadaan zat dari padat menjadi cair atau sebaliknya. Demikian pula, Anda harus menyediakan panas untuk mengubah cairan menjadi gas, dan ini disebut panas laten penguapan.

Panas laten adalah jenis energi dan, meskipun mungkin tampak "tersembunyi," itu tidak lenyap ke udara tipis. Ketika air cair membeku dan berubah kembali ke es, panas laten fusi diberikan lagi. Anda dapat melihat ini jika Anda dingin air sistematis. Untuk mulai dengan, suhu air jatuh secara teratur seperti yang Anda menghapus energi panas. Tapi pada titik di mana air cair berubah menjadi es padat, Anda akan menemukan air dingin membeku tanpa apapun. Itu karena panas laten fusi ini telah hilang dari cairan itu seperti mengeras dan itu menghentikan suhu dari jatuh begitu cepat.

Artwork: Biasanya hal-hal yang mendapatkan panas (suhu mereka naik) seperti yang Anda pasokan energi panas lebih. Itu tidak terjadi pada titik-titik ketika hal-hal yang mencair (berubah dari padat menjadi cair) dan menguap (berubah dari cair ke gas). Sebaliknya, pasokan energi yang Anda digunakan untuk mengubah keadaan materi. Energi tidak hilang: itu disimpan sebagai panas laten.


sumber : http://www.explainthatstuff.com/heat.htmldan sumber lainnya
Diterjemahkan bebas ke bahasa Indonesia

Biofuel dari bahan baku biologis

Sejak tahun 1970-an, ekonomi AS telah menjadi semakin tergantung pada minyak asing. Studi menunjukkan bahwa orang Amerika membakar melalui 840.000.000 galon minyak diperkirakan setiap hari. Strain ekonomi dan lingkungan yang ditimbulkannya telah membuat biofuel topik hangat di seluruh dunia. Istilah ini biofuel menjelaskan semua jenis bahan bakar dapat dipakai berasal dari bahan baku biologis terbarukan.

Pertama-generasi biofuel termasuk biodiesel (dibuat dari lemak dan minyak nabati) dan bioetanol (produk fermentasi pati). Beralih dari bahan bakar fosil ke biofuel dapat mengurangi ketergantungan ekonomi pada minyak asing dan juga menurunkan emisi gas rumah kaca seperti karbon dioksida.

Meskipun potensi manfaat biofuel, ada juga beberapa kelemahan. Dibandingkan dengan bahan bakar fosil, biofuel generasi pertama gagal dalam efisiensi energi dan kompatibilitas dengan infrastruktur saat ini. Bioetanol, misalnya, mengandung energi 30% kurang dari bensin saat ini dan tidak kompatibel dalam bentuk murni dengan jaringan pipa yang ada. Beralih ke biofuel generasi pertama kurang efisien dapat mengakibatkan harga gas variabel dan akan memerlukan transformasi lengkap infrastruktur saat ini.

LS9, Inc - sebuah perusahaan bioteknologi berbasis di San Carlos, California - berusaha untuk mengatasi tantangan-tantangan ini dengan bahan bakar baru yang inovatif itu panggilan DesignerBiofuels ™. Dalam bidang biologi sintetik muncul, para peneliti rekayasa genetika mikroorganisme mampu menghasilkan minyak yang sangat dimurnikan dari bahan baku alam. LS9 melaporkan bahwa perusahaan Terbarukan Minyak ™ teknologi telah memungkinkan mereka untuk menghasilkan minyak mentah yang bisa dibedakan dari produk minyak bumi saat ini, dan - tidak seperti biofuel saat ini - akan kompatibel dengan infrastruktur pengiriman modern. Para desainer bahkan biofuel dapat membantu mengurangi efek pemanasan global dengan sangat mengurangi emisi karbon dioksida.

LS9 melaporkan bahwa produk bahan bakar mereka akan menekan pasar dalam empat sampai lima tahun. Optimis percaya bahwa konversi biofuel lengkap dapat terjadi dalam 10 tahun mendatang, tetapi industri masih menghadapi tantangan. Banyak prihatin tentang pengalihan tanaman dari makanan untuk bahan bakar digunakan dalam terang kenaikan harga makanan dan suplai makanan berkurang global. Diberi pilihan antara makanan dengan harga tinggi dan harga tinggi bensin, konsumen dapat memilih yang kedua. Keberhasilan biofuel masih agak tidak pasti, namun kemajuan dalam teknologi produksi dan kesediaan konsumen untuk menerima bahan bakar alternatif pasti akan memainkan peran utama di masa depan.

Biofuel dari Jagung Etanol Apakah Tidak Terbarukan, Tidak Alamat Perubahan Iklim

Regulator di California Air Resources Board (CARB) pada minggu ini untuk menyatakan bahwa biofuel dari etanol jagung tidak dapat membantu mengubah keadaan alamat iklim. Dalam menilai biaya lingkungan sebenarnya dari etanol jagung, ditemukan biofuel ini lebih buruk dari minyak bumi jika emisi gas rumah kaca total dianggap. Ini karena seperti semua monokultur, etanol jagung untuk biofuel menyebabkan berbagai perubahan lain menggunakan lahan tidak langsung. Peningkatan hasil pertanian industri di tanah tekanan meningkat dan hilangnya tanah dan penyerap karbon hutan di tempat lain.
Seperti deklarasi pelarangan biofuel dari etanol jagung menghitung sebagai pengurangan emisi akan merupakan pukulan besar bagi industri jagung-etanol di Amerika Serikat dan kemungkinan akan menjadi preseden nasional. Peraturan ini merupakan bagian dari bahan bakar rendah karbon California standar untuk mengurangi emisi rumah kaca dari bahan bakar transportasi dengan rata-rata 10 persen pada tahun 2020. Penelitian menunjukkan substansial telah mengubah jagung menjadi etanol menyebabkan kliring lebih dari hutan hujan dan habitat lain karbon alami yang kaya, artinya memproduksi etanol jagung sebagai bahan bakar transportasi yang tidak sedikit untuk lambat pemanasan global. Ini akan menjadi bagian pertama dari peraturan ke account untuk seperti ini "efek penggunaan lahan tidak langsung" etanol berbasis jagung.
Jadi yang disebut "generasi berikutnya" maju bahan bakar etanol cellulosic dari tanaman non-pangan dan bagian-bagian tanaman, termasuk biomassa hutan, tidak akan memecahkan masalah ini. Semua tanaman industri biofuel yang dihasilkan dari biomassa, dimakan atau tidak, masih memerlukan tanah, tanah, air, pupuk dan input terbatas lainnya. Biofuels berdasarkan ekspansi berkelanjutan, kebijakan pertanian industri akan mengintensifkan deforestasi, polusi beracun dan ketergantungan pada bahan bakar berbasis fosil pupuk di seluruh dunia. Jelas bahwa industri biofuel tidak "energi terbarukan" mengingat bahwa tanah, air, tanah dan pupuk semua dalam persediaan terbatas.
Ekologi Internet dan Rainforest Rescue prihatin dengan industri etanol berkembang Amerika, dan preseden itu set untuk industrialisasi pertanian besar-besaran hutan hujan dunia yang tersisa dan wildlands alam lainnya. Silahkan hubungi pada karbohidrat untuk mengindahkan bukti bahwa agrofuel memperburuk perubahan iklim melalui penebangan hutan dan perusakan tanah dan ekosistem lainnya, menaikkan harga makanan, memaksa lebih banyak orang di seluruh dunia dalam kelaparan dan kekurangan gizi, dan mengurangi keanekaragaman hayati dan ekosistem.

Coba  lihat komentar dibawah ini

Regulator di California Air Resources Board (CARB) yang siap minggu ini untuk menyatakan bahwa biofuel dari etanol jagung tidak dapat membantu mengubah keadaan alamat iklim. Dalam menilai biaya lingkungan sebenarnya dari etanol jagung, ditemukan biofuel ini lebih buruk dari minyak bumi jika emisi gas rumah kaca total dianggap. Ini karena seperti semua monokultur, etanol jagung untuk biofuel menyebabkan berbagai perubahan lain menggunakan lahan tidak langsung. Peningkatan hasil pertanian industri di tanah tekanan meningkat dan hilangnya tanah dan penyerap karbon hutan di tempat lain.
Seperti deklarasi pelarangan biofuel dari etanol jagung menghitung sebagai pengurangan emisi akan merupakan pukulan besar bagi industri jagung-etanol di Amerika Serikat dan kemungkinan akan menjadi preseden nasional. Peraturan ini merupakan bagian dari bahan bakar rendah karbon California standar untuk mengurangi emisi rumah kaca dari bahan bakar transportasi dengan rata-rata 10 persen pada tahun 2020. Penelitian menunjukkan substansial telah mengubah jagung menjadi etanol menyebabkan kliring lebih dari hutan hujan dan habitat lain karbon alami yang kaya, artinya memproduksi etanol jagung sebagai bahan bakar transportasi yang tidak sedikit untuk lambat pemanasan global. Ini akan menjadi bagian pertama dari peraturan ke account untuk seperti ini "efek penggunaan lahan tidak langsung" etanol berbasis jagung.
Jadi yang disebut "generasi berikutnya" maju bahan bakar etanol cellulosic dari tanaman non-pangan dan bagian-bagian tanaman, termasuk biomassa hutan, tidak akan memecahkan masalah ini. Semua tanaman industri biofuel yang dihasilkan dari biomassa, dimakan atau tidak, masih memerlukan tanah, tanah, air, pupuk dan input terbatas lainnya. Biofuels berdasarkan ekspansi berkelanjutan, kebijakan pertanian industri akan mengintensifkan deforestasi, polusi beracun dan ketergantungan pada bahan bakar berbasis fosil pupuk di seluruh dunia. Jelas bahwa industri biofuel tidak "energi terbarukan" mengingat bahwa tanah, air, tanah dan pupuk semua dalam persediaan terbatas.
Ekologi Internet dan Rainforest Rescue prihatin dengan industri etanol berkembang Amerika, dan preseden itu set untuk industrialisasi pertanian besar-besaran hutan hujan dunia yang tersisa dan wildlands alam lainnya. Silahkan hubungi pada CARB untuk mengindahkan bukti bahwa agrofuel memperburuk perubahan iklim melalui penebangan hutan dan perusakan tanah dan ekosistem lainnya, menaikkan harga makanan, memaksa lebih banyak orang di seluruh dunia dalam kelaparan dan kekurangan gizi, dan mengurangi keanekaragaman hayati dan ekosistem.

Biofuels Coming Online: International Biofuel Use Expands

By Phil Jarrell and Mary Rekas

One day, the oil used in preparing last night’s dinner might just be recycled to make biodiesel to run the family automobile. Once considered too expensive to compete with petroleum products, biofuels are becoming economically viable as petroleum prices surge and technological advances decrease biofuel costs.

The biofuel industry promises not only to reduce U.S. dependence on imported crude oil, but to create more demand for U.S. commodities used to make bio-products. U.S. commodity producers are already selling surpluses for biofuels as the industry grows. 
In the United States, biofuel feedstocks range from grease wastes, animal fats, and soybeans for biodiesel to corn and sorghum for ethanol. Not far in the future, dedicated crops may begin to supply the biofuel industry. However, the development of biofuels is by no means limited to the United States. A number of other countries are investing heavily in their biofuel industries.

World Biofuel Snapshots
In the United States, ethanol is the primary biofuel in use. U.S. ethanol production now makes up about 3 percent of U.S. annual gasoline usage. In calendar 2005, the United States consumed 139.9 billion gallons of gasoline and 4.04 billion gallons of ethanol. By comparison, biodiesel consumption made up about 75 million gallons, out of 38.3 billion gallons of the diesel consumed for transportation. 

To further encourage U.S. biofuel consumption, the Energy Policy Act of 2005 for the first time established a federal mandate — called the Renewable Fuel Standard—to require a certain amount of biofuel consumption. Under the Act, Congress mandated a 4-billion gallon total for national biofuel consumption in 2006, with an increase to 7.5 billion gallons by 2012.

While the U.S. biofuel industry has been growing considerably, biofuels in other countries have been quite active as well. Similar to the United States, the EU (European Union) has established a biofuel mandate for member states, from a voluntary target of 2 percent of fuel consumption in 2005, up to 5.75 percent in 2010. While actual use for 2005 was below the target, biofuel use is still growing considerably in the EU.

In part reflecting the large use of diesel fuel, biodiesel has been the biofuel of choice in the EU, comprising 80 percent of EU biofuel use. Biodiesel production has significantly increased the consumption of rapeseed within the EU. Although biodiesel currently dominates in the EU, the increased mandate in EU biofuel consumption is also likely to cause significant growth in the production and consumption of ethanol.

Brazil, the world’s biggest producer of ethanol, already requires a 20-percent blend of ethanol with all gasoline that is sold (down from 25 percent earlier this year). Significant government support, including favorable tax incentives, has helped make ethanol a viable industry in the country, with production at 4.14 billion gallons in 2005. The recent advent of the flex-fuel vehicle has turned domestic consumption of ethanol around, and spurred investments in additional ethanol production.

Apart from its strong domestic growth, Brazil could be a significant beneficiary of increased biofuel use around the world, and the country has plentiful arable land for expanding these crops. The use of baggasse (residue left after extraction of oil or juice from commodities like olives, grapes, or sugar cane) to co-generate power for the sugar/ethanol mills results in lower energy usage in Brazilian ethanol production, a significant cost savings helping to make Brazil a major competitor.  

Can Biofuels Compete?
As the world biofuel situation becomes more dynamic, there are several analytical issues to consider. One key issue is the long-term competitiveness of biofuels vis-à-vis petroleum. Most biofuels are currently price-competitive with petroleum. However, production costs of biofuels vary, depending on feedstock and other input prices, as well as the technology used to make the product.

In general, ethanol from corn in the United States and sugar cane in Brazil–both more established industries – will likely be cost-competitive with petroleum products even if petroleum prices fall considerably. Other biofuel production will likely require sustained petroleum prices to remain competitive.

Effects on Trade
Another key issue to consider in the biofuel arena is the impact of increased biofuel usage on the underlying feedstock. For example, what impact will increased corn ethanol usage in China have on Chinese corn exports, or how will EU sugar reforms affect the world ethanol market?

Another issue is how nonagricultural and nonpetroleum-producing countries will react to the availability of biofuels. In these countries (Japan, for example), some drivers for increased biofuel use are missing. Nevertheless, if such countries embrace biofuel use, then trade could play a larger role in filling their energy needs.

Finally, two ancillary issues regarding biofuels in the international arena are: 1) How will technological improvements affect the competitiveness of biofuels, relative to other fuels, and among countries? 2) What will be the impact of higher levels of byproducts from biofuel production on underlying feedstock markets?

Reports by FAS
About 30 countries currently either have active biofuel programs or will have soon. As the biofuel industry develops and worldwide consumption increases, FAS will be including analyses and descriptions of markets for biofuels and biofuel feedstocks in attaché reports. These reports will be located on the FAS Web site at: http://www.fas.usda.gov/scriptsw/AttacheRep/default.asp

Included with this overview article in the current edition of FAS Worldwide is “Belgium and the Netherlands Gearing Up for Biofuel Production,” a description of the Netherlands and Belgium biofuel industry, and EU plans to increase biofuel use, based on FAS Report E35235 by the FAS Office of Agricultural Affairs at The Hague, Netherlands.

For extensive reporting on Brazil’s ethanol dynamics, please see FAS Reports BR6002 and BR6001.

Phil Jarrell is a senior agricultural economist in the FAS Grain and Feed Division. E-mail: Philip.Jarrell@usda.gov

Mary Rekas is a public affairs specialist in the FAS Public Affairs Division. E-mail: Mary.Rekas@usda.gov