Le degré de cuisson des pâtes est lié essentiellement à la gélatinisation de l'amidon qui peut être
assimilée de façon très simplifiée à une réaction d'ordre 1.
Amidon natif Amidon gélatinisé que l'on notera An Ag
On néglige la chaleur de réaction (ni chaleur dégagée, ni chaleur absorbée). La constante de vitesse
de réaction est donnée par l'expression suivante :
k= k0 exp( -Ea/RT)
k0 = 5 1011 s-1 , Ea=100 kJ.mol-1, R=8,314 J mol-1 K-1, T en K
Les propriétés de l'eau sont supposées constantes et égales aux valeurs suivantes :
- masse volumique : e = 1000 kg.m-3
- capacité thermique massique : ce = 4180 J kg-1K-1
- conductivité thermique : e = 0,599 W m-1K-1
- masse molaire : Me = 18 g.mol-1
chaleur latente de vaporisation à 100°C : Lv=2257 kJ.kg-1
Les parties A) et B) peuvent être traitées indépendamment
A) Cuisson dans l'eau bouillante à différentes pressions
A.1) Rappeler la définition de la vitesse de réaction et son expression en fonction de k et de la
concentration d'une des deux espèces d'amidon.
A.2) Exprimer les concentrations d'amidon natif et d'amidon gélatinisé en fonction du temps t, de
k et de la concentration initiale en amidon natif [An](0).
A.3) Le temps de cuisson est supposé égal au temps nécessaire pour gélatiniser α=95% de
l'amidon contenu dans les pâtes. Exprimer sous forme littérale le temps de cuisson tc en
fonction de k et α puis en fonction de k0, Ea, R, α et T.
A.4) Exprimer sous forme numérique le temps de cuisson dans l'eau bouillante dans une casserole
au niveau de la mer où la pression atmosphérique est de p0 =1,013 105 Pa.
A.5) Exprimer sous forme littérale et numérique la masse volumique de l'air a à la pression
p0=1,013 105 Pa et à la température T0=20°C en considérant l'air comme un gaz parfait ayant
une masse molaire moyenne de Ma = 29 g.mol-1.
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A.6) Exprimer sous forme littérale et numérique la pression atmosphérique p1 à une altitude
Z=2000 m en supposant que l'air compris entre le niveau de la mer et cette altitude a une
masse volumique constante ρ= 1,205 kg m-3 (g=9,81 m s-2)
A.7) Tracer l'allure du diagramme d'état de l'eau. La température d'ébullition en altitude est-elle
plus grande ou plus petite qu'au niveau de la mer ? Expliquer pourquoi.
A.8) Le temps de cuisson des pâtes en altitude est-il plus grand ou plus petit qu'au niveau de la
mer ? Expliquer pourquoi.
A.9) La pression dans un autocuiseur peut être significativement plus grande que la pression
atmosphérique. Expliquer qualitativement pourquoi la cuisson à l'eau de certains aliments peut
y être plus rapide que dans une casserole.
Donc j'ai rappelé la définition de la vitesse, v =Da/dt, avec a=avancement de la réaction
2)v=k[A]... =>kt=ln[A]n/[A]g
3)v=-d[A]/αdt =k [A]
y(t) = [A]t pour la concentration du réactif A à l'instant t - 1α
y'(t) = k y(t) C'est une équation linéaire homogène du premier ordre qui a pour solution générale y définie sur
[0 ; + ∞[ par y(t) = C e−αkt => y(tc)= [An]e^(-αktck0e^(-Ea/RT))
donc voila je suis bloqué à la question A4), si vous pouvez m'éclairer ce serait gentil, merci.
je pense qu'il faut faire y(tc)=Ag
Ag= [An]e^(-αktck0e^(-Ea/RT))
lnAn/Ag)=αktck0e^(-Ea/RT)
ln(An/Ag)/(αk0e^(-Ea/RT))=tc et le rapport An/Ag= An/0.95An
bonjour,
votre probleme est interessant, en revanche, sa formulation est ambigue et erronée ;
c'est le transfert de chaleu qui peut être "assimilé" à une cinétique d'ordre 1 (si corps thermiquement mince etc...), mais la gélatinisation de l'amidon, n'est absolument pas une conversion cinétique, mais "instananée" comme par exemple, lorsque vous cristalisé de l'eau.
si vous etes capable de retirer instantanément la chaleur latente de cristalisation, alors 1 kg d'eau congele, instantanément. Seul le transfert d'énergie est limitant.
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