Física
Codi: 103250 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2501925 Ciència i Tecnologia dels Aliments | FB | 1 | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- F. Xavier Alvarez Calafell
- Correu electrònic:
- Xavier.Alvarez@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- català (cat)
- Grup íntegre en anglès:
- No
- Grup íntegre en català:
- Sí
- Grup íntegre en espanyol:
- No
Equip docent
- Daniel Campos Moreno
Prerequisits
L’estudiant hauria de tenir conceptes bàsics de física, especialment els temes relacionats amb forces o energies. Aquests temes es tracten en els cursos de secundària Si l’estudiant no els ha estudiat mai, seria bo fer el curs propedéutic de Física per a Biociències. també es recomana almenys llegir un llibre de text de grau secundari que els inclogui. Els conceptes físics, com ara els camps i les ones electromagnètiques, tot i que son importants, no són necessaris perquè es tornen a introduir durant el curs.
Objectius
L’objectiu principal de l’assignatura és explicar clarament que la física és un instrument útil per a l’anàlisi aprofundida de diversos problemes relacionats amb la Ciència i Tecnologia dels aliments. Som conscients que l’assignatura no ha de ser un objectiu en si, aïllat del context tecnològic, sinó que s’ha d’integrar amb la màxima eficàcia possible en els objectius de la titulació.
L’objectiu formatiu de l’assignatura és donar a conèixer a l’estudiant els principis bàsics de la Física que seran útils en el seu aprenentatge i pràctica professional futura. No es tracta tant d’aportar un coneixement de la Física a nivell fonamental, sinó, sobretot, de mostrar com lleis i conceptes de la física expressats amb equacions simples ajuden a comprendre millor problemes d’interès tecnològic.
Pretenem que els conceptes introduïts ajudin l’estudiant a desenvolupar la capacitat de modelar els fenòmens de forma quantitativa. En particular que sigui capaç de identificar els paràmetres rellevants dels fenòmens estudiats i el corresponent model senzill i la seva solució aproximada.
Competències
- Analitzar, sintetitzar, resoldre problemes i prendre decisions en l'àmbit professional.
- Aplicar el mètode científic a la resolució de problemes.
- Aplicar els coneixements de les ciències bàsiques en la ciència i la tecnologia dels aliments.
- Assumir un compromís ètic i valorar la importància de la qualitat i de la feina ben feta.
- Buscar, gestionar i interpretar la informació procedent de diverses fonts.
- Comunicar-se de manera eficaç, oralment i per escrit, a una audiència professional i no professional, en les llengües pròpies i/o en anglès.
- Demostrar que es coneixen les propietats físiques, químiques, bioquímiques i biològiques de les matèries primeres i dels aliments.
- Desenvolupar l'aprenentatge autònom i tenir capacitat d'organització i planificació.
- Mantenir actualitzats els coneixements, adaptar-se a noves situacions i desenvolupar la creativitat.
- Prendre la iniciativa i mostrar esperit emprenedor.
- Utilitzar els recursos informàtics per a la comunicació i la cerca d'informació en l'àmbit d'estudi, el tractament de dades i el càlcul.
Resultats d'aprenentatge
- Analitzar, sintetitzar, resoldre problemes i prendre decisions en l'àmbit professional.
- Aplicar el mètode científic a la resolució de problemes.
- Assumir un compromís ètic i valorar la importància de la qualitat i de la feina ben feta.
- Buscar, gestionar i interpretar la informació procedent de diverses fonts.
- Comunicar-se de manera eficaç, oralment i per escrit, a una audiència professional i no professional, en les llengües pròpies i/o en anglès.
- Descriure de manera senzilla els principis de la termodinàmica i ser capaç d'aplicar-los a un sistema macroscòpic.
- Descriure els principis bàsics de la mecànica i saber aplicar-los en situacions senzilles.
- Desenvolupar l'aprenentatge autònom i tenir capacitat d'organització i planificació.
- Identificar els paràmetres rellevants en els fenòmens de transport.
- Identificar les dimensions de les magnituds físiques i utilitzar correctament el sistema internacional d'unitats.
- Identificar les propietats bàsiques de les forces i dels corrents elèctrics rellevants.
- Identificar les propietats dels fluids rellevants per a la descripció de materials complexos d'origen biològic.
- Mantenir actualitzats els coneixements, adaptar-se a noves situacions i desenvolupar la creativitat
- Prendre la iniciativa i mostrar esperit emprenedor.
- Utilitzar els recursos informàtics per a la comunicació i la cerca d'informació en l'àmbit d'estudi, el tractament de dades i el càlcul.
Continguts
Els continguts teòrics s'impartiran de forma no presencial.
1. Introducció: magnituds i unitats bàsiques de la física.
Principals magnituds i unitats de la física. Relacions entre elles Aplicació: necessitats metabòliques en repòs i en moviment.
2. Propietats mecàniques i tractaments mecànics dels aliments.
Perfil sensorial dels aliments; propietats mecàniques: elasticitat, plasticitat, duresa.Textures i estructures d'aliments. Efectes de la pressió sobre els materials: deformació, premsat, esterilització
3. Propietats fluídiques dels aliments i aplicacions.
Lleis físiques dels fluids. Hidrostàtica. Tensió superficial. Emulsions. Hidrodinàmica. Fluids viscosos newtonians. Llei de Poiseuille. Potència. Fluids no newtonians i reologia. Reologia d’alguns aliments. Pressió osmòtica. Osmosi inversa. Potabilització de l’aigua de mar.
4. Propietats tèrmiques i tractaments tèrmics dels aliments.
Calor i temperatura. Efectes biològics de la temperatura. Tractaments tèrmics dels aliments (pasteurització HTST, UHT). Transport de calor: conducció, convecció, radiació. Transport de matèria: difusió, osmosi. Segon principi de la termodinàmica. Entropia. Refrigeradors i bombes de calor. Canvis de fase. Congelació, evaporació. Conservació dels aliments. Processos culinaris. Olles de pressió. Sols i gels. Desnaturalització proteïnes. Energia i producció d’aliments; sostenibilitat
5. Propietats elèctriques dels aliments.
Electricitat i tecnologia alimentària. Forces i potencials elèctrics en biologia molecular i cel·lular. Corrent elèctric, llei d’Ohm. Efecte Joule. Fogons i forns elèctrics. Magnetisme. Inducció magnètica. Corrent altern. Plaques d’inducció
6. Propietats òptiques dels aliments.
Radiacions i aliments. Aspectes clàssics i quàntics de la llum: reflexió, refracció, colorimetria, polarimetria. Interacció entre microones i aliments, forns de microones. Efectes de la radiació ionitzant sobre els aliments. Esterilització d’aliments
*En funció de les restriccions que puguin imposar les autoritats sanitàries en funció de la evolució de la pandèmia , es podran dur a terme reduccions o prioritzacions dels continguts de l’assignatura.
Metodologia
Classes teòriques: En les classes magistrals introduïm conceptes bàsics de física a un nivell accessible a estudiants poc avesats a la física i les matemàtiques, i il·lustrem, a cada classe, les seves aplicacions biològiques. Els canals per transmetre e material d'estudi seran el campus virtual (per als vídeos, powerpints i lectures) i la plataforma Teams per a les tutories grupals.
Classes de problemes: Els problemes il·lustren l’aplicació biològica de les equacions físiques estudiades a teoria. Una part dels problemes són resolts pel professor de problemes, de manera que els estudiants –que se suposa han fet prèviament els problemes a casa- puguin saber el grau d’encert de les seves solucions i incorporar-hi les correccions pertinents; uns altres problemes han de ser resolts i lliurats per l’estudiant directament al professor. Els exercicis resolts es penjaran al campus virtual en format video.
Altres activitats formatives consisteixen en el desenvolupament d’un parell de treballs breus sobre alguns articles de divulgació que il·lustrin la rellevància de la interdisciplinarietat entre física i biologia, els seus avantatges i la seva actualitat.
Tutories: A les tutories individuals (eventualment es podrà organitzar alguna en grup) es resoldran dubtes i es donaran orientacions de cara a la elaboració dels treballs.
*La metodologia docent proposada pot experimentar alguna modificació en funció de les restriccions a la presencialitat que imposin les autoritats sanitàries.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Autoaprenentatge | 30 | 1,2 | 1, 2, 4, 8, 14, 15 |
| Classes de problemes | 15 | 0,6 | 1, 2, 8, 9, 10, 11 |
| Classes teòriques | 38 | 1,52 | 6, 9, 10, 11 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Tutories | 5 | 0,2 | 1, 4 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi | 55 | 2,2 | 1, 2, 3, 4, 8 |
Avaluació
1. Exàmens. ( 80 % de la nota global)
Es realitzaran 2 exàmens parcials, eliminatoris. El pes d’aquests exàmens serà d’un 40% (el primer) i un 40% (el segon). Per poder superar l’assignatura caldrà que la nota de cada part sigui superior a 3,5. Els alumnes que no hagin superat els exàmens parcials hi haurà un examen final de recuperació, en el que es podrà recuperar el parcial o parcials pendents.
2. Problemes i treballs. (20 % de la nota global)
La presentació dels treball sobre articles de divulgació i problemes resolts.
Es considerarà que un estudiant no és avaluable si ha participat en activitats d’avaluació que representen ≤ 15% de la nota final
L’avaluació proposada pot experimentar alguna modificació en funció de les restriccions a la presencialitat que imposin les autoritats sanitàries.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Examen final i de recuperació | 0 | 3 | 0,12 | 1, 2, 6, 7, 9, 10, 11, 12 |
| Exàmens parcials | 8 punts/10 punts (80 %) | 4 | 0,16 | 1, 3, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13 |
| Problemes i treballs | 2 punts/10 punts (20 %) | 0 | 0 | 2, 4, 5, 8, 14, 15 |
Bibliografia
Com a llibre introductori, D Jou, J E LLebot i C Pérez-Garcia, Fisica para las ciencias de la vida, Ed Mc_Graw Hill, Madrid, 2009
Altres llibres bàsics
J. W. Kane i M. M. Sternheim, Física, Reverté, Barcelona, 1989
M. Ortuño, Física para biología, medicina, veterinaria y farmacia, Crítica, Barcelona, 1996
Lectures complementàries
L.O. Figura & A.A.Teixeira, Food Physics, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007.