AGRADECIMIENTO. A mi asesor, el profesor Jose Rubio por su paciencia y ayudarme en todo

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AGRADECIMIENTO

A mi asesor, el profesor Jose Rubio por su paciencia y ayudarme en todo momento y saberme guiar solo como una buena persona lo puede hacer.

Agradecer a mi hermano por sus orientaciones y apoyo constante en el desarrollo del presente trabajo de investigación.

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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ... 6

Capítulo I: Marco Teórico ... 8

1.1. Las calorías en los alimentos ... 8

1.2. Reflexión y refracción ... 8

1.3. Índice de refracción ... 10

1.4. Ley de Snell ... 11

1.5. Índice de refracción y temperatura de los líquidos ... 12

Capítulo II: Planteamiento del Problema y de la Experimentación ... 13

2.1. Variables ... 13

2.2. Materiales ... 13

2.3. Condiciones sobre configuración y principios éticos ... 14

Capítulo III: Procedimiento y métodos ... 15

3.1. Elaboración del entorno experimental ... 15

3.2. Toma de datos ... 16

3.3. Procesamiento de datos ... 17

Capítulo IV: Datos Obtenidos y Análisis ... 18

4.1. Datos brutos ... 18

4.2. Datos procesados ... 22

4.3. Gráficas ... 26

4.4. Análisis de tablas y gráficas ... 30

CONCLUSIONES ... 31

LIMITACIONES Y MEJORA DE LA INVESTIGACIÓN ... 33

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ÍNDICE DE FIGURAS, TABLAS Y GRÁFICOS

1. Figuras

1.1. Figura 1: ángulo incidente y reflejado de un haz de luz refractado ... 9 1.2. Figura 2: ángulo incidente y refractado de un haz de luz ... 10 1.3. Figura 3: Índice de refracción ... 11 1.4. Figura 4: Entorno experimental para la obtención del ángulo de refracción

a partir del establecimiento del ángulo de incidencia ... 15 1.5. Figura 5: Toma de datos del ángulo de incidencia y ángulo refractado ... 16 1.6. Figura 6: Bebida expuesta para alcanzar temperaturas cercanas a la de

ebullición. ... 17 2. Tablas

2.1. Tabla 1: Volumen y energía térmica en kilocalorías de las bebidas

energizantes ... 18 2.2. Tabla 2: Volumen y energía térmica en kilocalorías de las bebidas lácteas

... 18 2.3. Tabla 3: Ángulo de incidencia y su respectivo ángulo de refracción para

bebidas energizantes a temperatura ambiente 19.3°C ... 19 2.4. Tabla 4: Ángulo de incidencia y su respectivo ángulo de refracción para

bebidas lácteas a temperatura ambiente 19.3°C ... 19 2.5. Tabla 5:: Ángulo de incidencia y su respectivo ángulo de refracción para

bebidas energizantes a temperatura frías 10.5°C ... 20 2.6. Tabla 6:: Ángulo de incidencia y su respectivo ángulo de refracción para

bebidas lácteas a temperatura frías 10.5°C ... 20 2.7. Tabla 7: Ángulo de incidencia y su respectivo ángulo de refracción para

bebidas energizantes a temperatura altas 97.5°C ... 21 2.8. Tabla 8: Ángulo de incidencia y su respectivo ángulo de refracción para

bebidas lácteas a temperatura altas 97.5°C ... 21 2.9. Tabla 9: Índice de refracción para bebidas energizantes a temperatura

ambiente 19.3 ° C ... 22 2.10. Tabla 10: Índice de refracción para bebidas lácteas a temperatura

ambiente 19.3°C ... 23 2.11. Tabla 11: Índice de refracción para bebidas energizantes a temperatura

fría 10.5 ° C ... 23 2.12. Tabla 12: Índice de refracción para bebidas lácteas a temperatura fría

10.5°C ... 23 2.13. Tabla 13: Índice de refracción para bebidas energizantes a temperatura

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2.14. Tabla 14: Índice de refracción para bebidas lácteas a temperatura alta 97.5 ° C ... 24 2.15. Tabla 15: Energía térmica por litro e índice de refracción promedio de

bebidas energizantes a las temperaturas de 10.5 °C, 19.3 °C y 97.5 °C ... 25 2.16. Tabla 16: Energía térmica por litro e índice de refracción promedio de

bebidas lácteas a las temperaturas de 10.5 °C, 19.3 °C y 97.5 °C ... 25 3.Gráficos

3.1. Gráfico 1: Relación de energía térmica e índice de refracción de las

bebidas energizantes a la temperatura fría 10.5 °C ... 26 3.2. Gráfico 2: Relación de energía térmica e índice de refracción de las

bebidas energizantes a la temperatura ambiente 19.3°C ... 26 3.3. Gráfico 3: Relación de energía térmica e índice de refracción de las

bebidas energizantes a la temperatura alta 97.5 °C ... 27 3.4. Gráfico 4: Relación de energía térmica e índice de refracción de las

bebidas energizantes a las 3 temperaturas (10.5 °C, 19.3 °C, 97.5 °C) .... 27 3.5. Gráfico 5: Relación de energía térmica e índice de refracción de las

bebidas lácteas a la temperatura fría 10.5 °C ... 28 3.6. Gráfico 6: Relación de energía térmica e índice de refracción de las

bebidas lácteas a la temperatura ambiente 19.3 °C ... 28 3.7. Gráfico 7: Relación de energía térmica e índice de refracción de las

bebidas lácteas a la temperatura altas 97.5 °C... 29 3.8. Gráfico 8: Relación de energía térmica e índice de refracción de las

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INTRODUCCIÓN

En el mundo del mercado todas las bebidas tienen un aditivo dulce para que su consumo sea masivo, en especial las bebidas energizantes que es consumido por deportistas cuyas calorías son altas y algunos energizantes se promocionan como zero calorías, estas bebidas energizantes son consumidas en especial por los deportistas, proporcionando mayor energía (calorías) que reponen al cuerpo después de una actividad física, pero estas bebidas mayormente, lo que causan daños a la salud y más aún cuando el consumo de estas bebidas no es controlado.

Otro estudio aparte es respecto a la cantidad de calorías (energía) o azucares es las bebidas lácteas las cuales se promocionan en diferentes medios de comunicación como un suplemento nutritivo para niños y adultos; que definitivamente la cantidad de azúcar en su concentración puede ser dañino si se consume en exceso o en dosis no controladas estas bebidas.

Tantos las bebidas energizantes y lácteas contienen ciertas cantidades de azucares y otros compuestos que está representado por la cantidad de calorías (energía) en cada bebida, que será la variable independiente que se manejará en este trabajo monográfico y posteriormente encontrar el índice de refracción, de cada una de las bebidas energizantes y lácteas, para luego encontrar una relación entre estas dos variables; que es el objetivo principal de esta investigación.

Para encontrar el índice de refracción actualmente se usa el refractómetro, que son instrumentos muy importantes en la industria alimentaria que se usan en el análisis de productos líquidos y otros; pero dada las circunstancias que se vive por esta pandemia y el costo del mismo, se configurará un entorno experimental compuesto por una cubeta de vidrio (15x15x5), un transportador y un puntero láser

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rojo, estos equipos configurados de forma adecuada servirán para encontrar el ángulo de refracción para ángulos de incidencia predeterminados en cada bebida, a partir de estas dos medidas se encontrará el índice de refracción que se rige por la ley de Snell, esta ley corresponde a la división de la función trigonométrica seno entre el ángulo de incidencia, que es el ángulo entre el rayo rojo proyectado por el puntero laser en el primer medio (aire) y la perpendicular en la superficie divisoria y el ángulo de refracción que es el ángulo correspondiente al segundo medio; cabe resaltar que el índice de refracción se puede encontrar tambien entre la relación de la velocidad de la luz en el vacío, en el aire en este caso (3.0x108_ms-1_{) y la velocidad de la luz en}

cualquier otro medio en este caso en las bebidas enegizantes y lácteas

Según HANNA INSTRUMENTS S.L., en su blog sobre INDICE DE REFRACCIÓN Y SUS APLICACIONES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA manifiesta que “la determinación del Índice de refracción se ve influenciada por la temperatura y la longitud de onda de la luz emitida…”, dado que la temperatura está relacionada directamente con la energía térmica, lo que se pretende en esta investigación es encontrar la relación entre la energía térmica y el índice de refracción de las bebidas energizantes y lácteas y así tener una propuesta desde el punto de vista físico para ser tomado en cuenta por los nutricionistas al momento de elaborar las dietas.

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CAPITULO I: Marco Teórico

1.1. Las calorías en los alimentos

Las calorías son unidades de energía, las cuales pueden ser suministradas al cuerpo mediante la alimentación, estos alimentos son el combustible que se necesita para realizar todas las actividades, estas calorías están registradas en cada uno de los alimentos porque todos los fabricantes están obligados a notificar no solo las calorías sino todos los nutrientes del producto alimenticio.

La termodinámica, define a la caloría como la cantidad de energía que se requiere para elevará en 1°C la temperatura de 1g de agua, la caloría es unidad del Sistema técnico de unidades, eso sí en Física normalmente se utiliza como unidad de energía el Joule, unidad que corresponde al Sistema Internacional de unidades (SI); sin embargo las calorías, en realidad las Kilocalorías continúan siendo usados en el campo de la nutrición.

Todos los alimentos entre ellos las bebidas energizantes y las bebidas lácteas, según la información en su envase de nutrición se dividen en 3 grupos: proteínas, carbohidratos, cada una de ellas aportan 4 calorías por cada gramo y grasa, las cuales aportan 9 calorías por cada gramo; las suma de estas calorías representa las cantidades totales de calorías que tiene cada uno de los alimentos.

1.2. Reflexión y refracción

La luz es un tipo de energía (radiación electromagnética) que emiten algunos cuerpos como el sol, bombillas, laser, etc., tiene cualidades o procesos físicos

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importantes dos de los cuales son la reflexión y refracción, esto quiere decir que si un rayo luminoso incide sobre una superficie que separa dos medios los cuales poseen velocidades de luz diferente, parte de la energía luminosa incidente se transmite (refracción) y parte se refleja (reflexión).

La reflexión es el cambio de dirección de un rayo luminoso que se da en una superficie que separa dos medios; en este fenómeno luminoso el rayo incidente refleja, es decir regresa al medio inicial (rayo reflejado), tal como se muestra en la figura 1.

Figura 1: ángulo incidente y reflejado de un haz de luz refractado. Recuperado de:

https://www.nebrija.es/~cmalagon/Fisica_Aplicada/transparencias/05-Luz/18_-_reflexion_y_refraccion.pdf

La refracción es el cambio de dirección que experimenta un rayo luminoso cuando pasa de un medio a otro, este cambio se origina a partir de las variaciones de la velocidad de la luz en cada uno de los medios experimentados. (Ver figura 2)

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Figura 2: ángulo incidente y refractado de un haz de luz. Recuperado de:

https://www.nebrija.es/~cmalagon/Fisica_Aplicada/transparencias/05-Luz/18_-_reflexion_y_refraccion.pdf

1.3. Índice de refracción

El índice de refracción está denotado por n (cantidad adimensional), y está definido por:

𝒏 =

𝒄

𝒗

Ecuación 1

Donde c es la velocidad de la luz en el vacío (velocidad en el aire) que es aproximadamente 3 x 10-8_{m s}-1_{y v la velocidad de la luz medio distinto al aire. La}

refracción sólo se produce si se origina un cambio de velocidad de propagación de la onda.

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Figura 3: Índice de refracción. Recuperado de:

http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/refl ex_Refrac/Refraccion.htm

1.4. Ley de Snell

Fue descubierta experimentalmente por Willebrod Snell en 1621, que dice: que los ángulos de incidencia y refracción vienen relacionados por:

𝒏

_𝟏

𝒔𝒆𝒏𝜽

_𝟏

= 𝒏

_𝟐

𝒔𝒆𝒏𝜽

_𝟐 Esto es:

𝒏

_𝟏

𝒏

_𝟐

=

𝒔𝒆𝒏𝜽

_𝟐

𝒔𝒆𝒏𝜽

_𝟏 Ecuación 2

La ley de Snell para la refracción se puede expresar en términos de las velocidades de los medios (ver figura 3); combinando la ecuación 1 y ecuación 2 y teniendo en cuenta la figura 3 se tiene:

𝒄

𝒗

_𝟏

𝒔𝒆𝒏𝜽

𝟏

=

𝒄

𝒗

_𝟐

𝒔𝒆𝒏𝜽

𝟐

(12)

𝒗

_𝟏

𝒗

_𝟐

=

𝒔𝒆𝒏𝜽

_𝟏

𝒔𝒆𝒏𝜽

_𝟐

Ecuación 3

Combinado las ecuaciones 2 y 3 se tiene:

.

𝒏

_𝟏

𝒏

_𝟐

=

𝒗

_𝟐

𝒗

_𝟏

=

𝒔𝒆𝒏𝜽

_𝟐

𝒔𝒆𝒏𝜽

_𝟏

Ecuación 4 Según la ley de refracción de Snell, manifiesta que cuando el ángulo de incidencia aumenta el ángulo de refracción también aumenta y cuando el ángulo de refracción resulta 90° se habla de una refracción total.

1.5. Índice de refracción y temperatura de los líquidos

La densidad y la temperatura son magnitudes físicas que influyen en los índices de refracción, esto implica que si el índice de refracción no se mide en condiciones normales es decir a presión de una atmósfera y a una temperatura de 20°C, este tendría que usarse un factor de corrección para líquidos, si no se conoce el factor de corrección exacto para un líquido particular, normalmente se elige 0,00045 unidades °C -1_{, la ecuación 5 permite el cálculo del índice de refracción a temperatura ambiente}

(20 °C), cuando se mide a una temperatura T.

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CAPITULO II:

Planteamiento del problema y de la experimentación

Pregunta deInvestigación: ¿Cuál es la relación entre el índice de refracción y la energía térmica de bebidas energizantes y bebidas lácteas a distintas temperaturas?

Hipótesis: La relación entre el índice de refracción y la energía térmica de las distintas bebidas energizantes y lácteas es directamente proporcional, dado que el índice de refracción depende directamente de la temperatura y este linealmente de la energía térmica de los cuerpos.

2.1. Variables

Variable independiente: Energía térmica de cada bebida energizante (Q) y láctea.

Variables dependientes: Índice de refracción (n) de cada bebida energizante y láctea.

Variables controladas: masa y volumen de las bebidas, longitud de onda de la luz del láser, temperatura ambiente

2.2. Materiales

 Pecera de vidrio de 15x15x5 cm3  Puntero laser rojo

 Transportador de 360°  Termómetro

 Bebidas energizantes (Volt, Monster, Red Bull, Gatorade,Sporade, Red Bull Zero y Monster Zero)

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 Bebidas lácteas (Gloria evaporada, Laive evaporada, Soy vida, Pura vida, Gloria deslactosada y Laive deslactosada)

 Hervidor  Guantes

2.3. Condiciones sobre configuración y principios éticos

Las condiciones en la que se realizará este trabajo de investigación, será en una pecera la cual será movida cuidadosamente, también hay precaución al momento de usar el puntero laser rojo para que no apunte en ningún momento a personas que me apoyaran en ese momento, habrá sumo cuidado en el momento de calentar las bebidas usando guantes para una mejor sujeción y evitar caída del líquido caliente

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CAPITULO III: Procedimiento y Métodos 3.1. Elaboración del entorno experimental

Para la realización del entorno experimenta se dividió en 2 fases:

La primera fase está estructura en la obtención de los materiales, lo primero es elaborar una pecera del tamaño 15x15x5, la cual se construyó con consejos de un especialista en vidrio, después se consiguió el puntero laser rojo y la escuadra de 360°, estos materiales me permitieron armar el equipo para la medición del índice de refracción; normalmente para medir esta magnitud, suelen usar instrumentos de medida directa como el refractómetro, pero lastimosamente para nuestra coyuntura (cuarentena por Covid-19) no se pudo conseguir, además se intentó fue en instalar un refractómetro virtual en la Play Store desde el celular pero solo trabajaba con datos preestablecidos, situación que no fue tomado en cuenta.

Finalmente se consiguió todas las bebidas energizantes y bebidas lácteas en un supermercado cercano.

La segunda fase consta de la instalación del sistema para la medición del ángulo de refracción, tal como se muestra en la figura 4

Figura 4: Entorno experimental para la obtención del ángulo de refracción a partir del establecimiento del ángulo de incidencia.

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3.2. Toma de datos

Antes de tomar cualquier medida, las bebidas energizantes y lácteas se expusieron al ambiente por dos días, esto con el objetivo de alcanzar la temperatura de equilibrio (temperatura ambiente), además se obtuvo la cantidad de calorías (energía térmica) registrado en el la misma bebida.

Después se procedió a medir el ángulo de refracción para cada ángulo de incidencia preestablecido de las distintas bebidas energizantes y lácteas.

Con la instalación construida (ver figura 4) y siguiente método que se puede visualizar en la figura 5 se midió el ángulo de incidencia y ángulo de refracción.

Figura 5: Toma de datos del ángulo de incidencia y ángulo refractado.

Una vez obtenidos los datos en temperatura ambiente se procedió obtener los datos a temperaturas frías, para esto se congelo durante 2 días para que alcanzara una temperatura optima, después de estos días se procedió a realizar las mediciones del ángulo de refracción para los ángulos de incidencia preestablecidos, posteriormente se calentó las bebidas a temperaturas cercanas de ebullición, tal como se muestra en la 6 y se hizo las ultimas tomas del ángulo de refracción para los

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mismos valores del ángulo de incidencia, tanto para las bebidas energizantes y lácteas.

Figura 6: Bebida expuesta para alcanzar temperaturas cercanas a la de ebullición.

3.3. Procesamiento de datos.

Para procesar los datos obtenidos, se necesitaran diversas tablas para cada líquido a usar, después de obtener todos los datos se obtuvo los índices de

refracción gracias a la ley de Snell; luego se hará una comparación o relación entre las calorías (Energía térmica) que representan las bebidas con sus respectivos índice de refracción.

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CAPITULO IV:

Datos Obtenidos Y Análisis

4.1. Datos brutos

Tabla 1: Volumen y energía térmica en kilocalorías de las bebidas energizantes Volt V = 300 ml Q = 126 kcal Monster V = 473 ml Q = 220 kcal Red Bull V = 355 ml Q = 162 kcal Gatorade V = 600 ml Q = 144 kcal Sporade V = 500 ml Q = 52 kcal Red Bull Zero V = 250 ml Q = 10 kcal Monster Zero V = 473 ml Q = 0 kcal

Tabla 2: Volumen y energía térmica en kilocalorías de las bebidas lácteas Leche evaporada Gloria V = 400 ml Q = 126 kcal Leche evaporada Laive V = 350 ml Q = 208 kcal Leche Soy Vida V = 400 ml Q = 94 kcal Leche Pura Vida V = 400 ml Q = 252 kcal Leche deslactosada Laive V = 350 ml Q = 208 kcal Leche deslactosada Gloria V = 400 ml Q = 252 kcal

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Tabla 3: Ángulo de incidencia y su respectivo ángulo de refracción para bebidas energizantes a temperatura ambiente 19.3°C

Á ng ul o d e inci de nci a (±0 .1°) Ángulo de refracción (±0.1°)

Volt Monster Red

Bull Gatorade Sporade

Red Bull zero Monster zero 10.0 183.0 187.0 185.0 185.0 180.0 185.0 185.0 15.0 185.0 191.0 187.0 187.0 189.0 187.0 190.0 20.0 189.0 196.0 190.0 190.0 195.0 190.0 195.0 25.0 195.0 200.0 195.0 194.0 197.0 194.0 200.0 30.0 197.0 205.0 200.0 198.0 200.0 200.0 205.0 35.0 200.0 210.0 205.0 201.0 203.0 206.0 210.0 40.0 204.0 214.0 207.0 205.0 210.0 209.0 216.0 45.0 208.0 221.0 210.0 210.0 215.0 211.0 220.0 50.0 210.0 223.0 213.0 216.0 220.0 215.0 225.0

Tabla 4: Ángulo de incidencia y su respectivo ángulo de refracción para bebidas lácteas a temperatura ambiente 19.3°C

Á ng ul o d e inci de nci a (±0 .1°) Ángulo de refracción (±0.1°) Leche Gloria evaporada Leche Laive evaporada Leche Pura Vida Leche Soy Vida Leche Gloria deslactosada Leche Laive deslactosada 10.0 181.0 180.0 181.0 182.0 180.0 181.0 15.0 185.0 185.0 185.0 187.0 186.0 185.0 20.0 190.0 189.0 188.0 191.0 190.0 189.0 25.0 193.0 193.0 193.0 195.0 195.0 194.0 30.0 196.0 200.0 197.0 199.0 199.0 198.0 35.0 200.0 204.0 200.0 202.0 203.0 202.0 40.0 203.0 207.0 204.0 206.0 207.0 205.0 45.0 207.0 211.0 207.0 209.0 210.0 209.0 50.0 211.0 215.0 210.0 211.0 214.0 213.0

(20)

Tabla 5: Ángulo de incidencia y su respectivo ángulo de refracción para bebidas energizantes a temperatura frías 10.5°C

Á ng ul o d e inci de nci a (±0 .1°) Ángulo de refracción (±0.1°) Volt Monster Red

Tabla 6: Ángulo de incidencia y su respectivo ángulo de refracción para bebidas lácteas a temperatura frías 10.5°C

Á ng ul o d e inci de nci a (±0 .1°) Ángulo de refracción (±0.1°) Leche Gloria evaporada Leche Laive evaporada Leche Pura Vida Leche Soy Vida Leche Gloria deslactosada Leche Laive deslactosada 10.0 185.0 180.0 182.0 181.0 180.0 184.0 15.0 189.0 184.0 185.0 186.0 183.0 186.0 20.0 194.0 190.0 188.0 190.0 186.0 189.0 25.0 200.0 195.0 201.0 195.0 190.0 193.0 30.0 206.0 200.0 205.0 199.0 183.0 195.0 35.0 209.0 206.0 208.0 205.0 195.0 199.0 40.0 213.0 209.0 212.0 208.0 199.0 201.0 45.0 217.0 213.0 214.0 213.0 202.0 205.0 50.0 222.0 219.0 217.0 217.0 205.0 209.0

(21)

Tabla 7: Ángulo de incidencia y su respectivo ángulo de refracción para bebidas energizantes a temperatura altas 97.5°C

Á ng ul o d e inci de nci a (±0 .1°) Ángulo de refracción (±0.1°) Volt Monster Red

Tabla 8: Ángulo de incidencia y su respectivo ángulo de refracción para bebidas lácteas a temperatura altas 97.5°C

Á ng ul o d e inci de nci a (±0 .1°) Ángulo de refracción (±0.1°) Leche Gloria evaporada Leche Laive evaporada Leche Pura Vida Leche Soy Vida Leche Gloria deslactosada Leche Laive deslactosada 10.0 182.0 181.0 183.0 184.0 185.0 183.0 15.0 187.0 184.0 186.0 188.0 187.0 188.0 20.0 193.0 187.0 188.0 192.0 190.0 193.0 25.0 198.0 191.0 191.0 195.0 193.0 197.0 30.0 202.0 193.0 194.0 198.0 195.0 203.0 35.0 207.0 196.0 196.0 202.0 197.0 208.0 40.0 212.0 200.0 199.0 206.0 200.0 212.0 45.0 215.0 204.0 202.0 210.0 203.0 217.0 50.0 220.0 207.0 205.0 213.0 206.0 222.0

(22)

Para poder hallar los índices de refracción de las distintas bebidas tenemos que usar la ecuación 2 donde ya tenemos el índice de refracción del aire, y el ángulo de incidencia y también el ángulo refractado

1 2 2 1



sen

n



Daremos el ejemplo con la bebida volt en temperatura ambiente y con el ángulo de incidencia 10 (dato fijo es el índice de refracción del aire que su valor es 1.0002926)

)

10 (

)

183 (

0002926

.

1

2

sen

n



)

183 (

0002926

.

1 )

10 (

2

sen

n





3189

.

3

2



n

Tabla 9: Índice de refracción para bebidas energizantes a temperatura ambiente 19.3 ° C

Índice de refracción (±0.1°) Volt Monster Red Bull Gatorade Sporade

Red Bull zero Monster zero 3.3189 1.4252 1.9929 1.9929 1.9929 1.9929 1.9929 2.9704 1.3568 2.1243 2.1243 1.5208 2.1243 1.4909 2.1869 1.2411 1.9701 1.9701 1.5208 1.9701 1.3218 1.6333 1.2360 2.1243 1.7474 1.4459 1.6333 1.2360 1.7106 1.1834 1.4623 1.3185 1.4623 1.4623 1.1834 1.6775 1.1474 1.3088 1.6009 1.4683 1.3575 1.1474 1.5808 1.1498 1.3262 1.5214 1.5214 1.4162 1.0938 1.5066 1.0781 1.3733 1.4116 1.5066 1.4146 1.1003 1.5325 1.1235 1.3359 1.3036 1.4811 1.4069 1.0836

(23)

Tabla 10: Índice de refracción para bebidas lácteas a temperatura ambiente 19.3°C Índice de refracción (±0.1°) Leche Gloria evaporada Leche Laive evaporada Leche Pura Vida Leche Soy Vida Leche Gloria deslactosada Leche Laive deslactosada 9.9528 9.9528 9.9528 4.9771 9.9528 9.9528 2.9704 2.9704 2.9704 2.1243 2.4767 2.9704 1.9701 2.1869 2.4582 1.7929 1.9701 2.1869 1.8792 1.8792 1.8792 1.6333 1.6333 1.7474 1.8145 1.4623 1.7106 1.5362 1.5362 1.6185 1.6775 1.4106 1.6775 1.5315 1.4683 1.5315 1.6455 1.4162 1.5808 1.4667 1.4162 1.5214 1.5579 1.3733 1.5579 1.4589 1.4146 1.4589 1.4877 1.3359 1.5325 1.4877 1.3703 1.4069

Tabla 11: Índice de refracción para bebidas energizantes a temperatura fría 10.5 ° C

Índice de refracción (±0.1°)

Volt Monster Red Bull Gatorade Sporade Red Bull zero Monster zero 3.3189 1.2490 1.9929 1.6617 2.4900 1.4252 9.9528 2.1243 1.3568 1.8602 1.3568 2.1243 1.4909 2.9704 1.7929 1.3218 1.7929 1.4141 1.9701 1.4141 2.1869 1.7474 1.2984 1.6333 1.5336 1.7474 1.3680 1.8792 1.6185 1.3351 1.4623 1.5362 1.4623 1.3956 1.6185 1.4683 1.3088 1.4106 1.4106 1.4106 1.3088 1.4106 1.4162 1.2859 1.4162 1.3695 1.3695 1.2859 1.2859 1.4146 1.2331 1.4146 1.4146 1.3733 1.2986 1.3347 1.4069 1.2176 1.3703 1.4069 1.3036 1.3036 1.3359 Tabla 12: Índice de refracción para bebidas lácteas a temperatura fría

10.5°C Índice de refracción (±0.1°) Leche Gloria evaporada Leche Laive evaporada Leche Pura Vida Leche Soy Vida Leche Gloria deslactosada Leche Laive deslactosada 1.9929 9.9528 4.9771 9.9528 9.9528 2.49007 1.6549 3.7114 2.9704 2.4767 4.9646 2.47678 1.4141 1.9701 2.4582 1.9701 3.2729 2.18698 1.2360 1.6333 1.1796 1.6333 2.4344 2.18698 1.1409 1.4623 1.1834 1.5362 2.2233 1.93241 1.1834 1.3088 1.2221 1.3575 2.2167 1.76228 1.1805 1.3262 1.2133 1.3695 1.9749 1.79417 1.1753 1.2989 1.2648 1.2989 1.8881 1.67364 1.1451 1.2173 1.2732 1.2732 1.8131 1.58055

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Tabla 13: Índice de refracción para bebidas energizantes a temperatura alta 97.5 ° C

Índice de refracción (±0.1°) Volt Monster Red Bull Gatorade Sporade

Red Bull zero Monster zero 4.9771 1.9929 2.4900 1.4252 1.4252 1.4252 1.6617 2.4767 1.6549 1.6549 1.4909 1.6549 1.4909 1.4909 1.9701 1.4141 1.5208 1.5208 1.6455 1.5208 1.5208 1.6333 1.4459 1.5336 1.6333 1.6333 1.5336 1.4459 1.4623 1.4623 1.4623 1.5362 1.6185 1.4623 1.4623 1.4683 1.5315 1.4106 1.5315 1.5315 1.3575 1.4106 1.3695 1.4667 1.4162 1.5214 1.5214 1.3695 1.2484 1.3733 1.4589 1.4146 1.4146 1.5579 1.3733 1.1753 1.3359 1.3359 1.3036 1.4069 1.5325 1.3359 1.1921

Tabla 14: Índice de refracción para bebidas lácteas a temperatura alta 97.5 ° C Índice de refracción (±0.1°) Leche Gloria evaporada Leche Laive evaporada Leche Pura Vida Leche Soy Vida Leche Gloria deslactosada Leche Laive deslactosada 4.9771 9.9528 3.3189 2.4900 1.9929 3.3189 2.1243 3.7114 2.4767 1.8602 2.1243 1.8602 1.5208 2.8072 2.4582 1.6455 1.9701 1.5208 1.3680 2.2155 2.2155 1.6333 1.8792 1.4459 1.3351 2.2233 2.0673 1.6185 1.9324 1.2800 1.2637 2.0815 2.0815 1.5315 1.9623 1.2221 1.2133 1.8799 1.9749 1.4667 1.8799 1.2133 1.2331 1.7389 1.8881 1.4146 1.8102 1.1753 1.1921 1.6878 1.8131 1.4069 1.7479 1.1451

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Tabla 15: Energía térmica por litro e índice de refracción promedio de bebidas energizantes a las temperaturas de 10.5 °C, 19.3 °C y 97.5 °C

Bebidas energizantes Temperatura/ T (±0.1°C) Energía Térmica/Q (kcal) Índice de refracción/n Volt 10.5 420 kcal 2.0130 Gatorade 240 kcal 1.6656 Sporade 104 kcal 1.5466

Red Bull 456 kcal 1.6686

Monster 465 kcal 1.2157

Red Bull zero 40 kcal 1.6420

Monster zero 0 kcal 1.2944

Volt

19.3

420 kcal 1.812

Gatorade 240 kcal 1.456

Sporade 104 kcal 1.6945

Red Bull 456 kcal 1.5948

Monster 465 kcal 1.2896

Volt

95.3

420 kcal 2.0073

Gatorade 240 kcal 1.4978

Sporade 104 kcal 1.5689

Red Bull 456 kcal 1.5785

Monster 465 kcal 1.5292

Tabla 16: Energía térmica por litro e índice de refracción promedio de bebidas lácteas a las temperaturas de 10.5 °C, 19.3 °C y 97.5 °C

Bebidas lácteas Temperatura /T (±0.1°C)

Energía Térmica/Q (kcal)

Índice de refracción/n Leche Gloria evaporada

10.5

315 kcal 2.7728

Leche Gloria deslactosada 630 kcal 2.5820

Leche Laive evaporada 594 kcal 2.6652

Leche Laive deslactosada 594 kcal 2.7105

Leche Pura Vida 630 kcal 2.8133

Leche Soy Vida 235 kcal 2.0009

Leche Gloria evaporada

19.3

315 kcal 1.3470

Leche Soy Vida 235 kcal 2.5409

Leche Gloria evaporada

95.3

315 kcal 1.8030

(26)

4.3. Gráficas

Usando los datos mostrados en las tablas 13 y 14, se realizaron las siguientes gráficas: Gráfica 4: T = 10.5, 19.3 °C y 97.5 °C 1.2896 1.3656 1.6945 1.456 1.812 1.5948 2.6638 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 Monster zero 0 kcal

Red Bull zero 40 kcal

Sporade 104 kcal

Gatorade 240 kcal

Volt 420 kcal Red Bull 456 kcal Monster 465 kcal Ín di ce de re fr ac ció n

Energía térmica /kcal

Gráfico 2: Relación de energia térmica e indice de refracción de las bebidas energizantes a la temperatura ambiente 19.3°C

1.2944 1.642 _1.5466 1.6656 2.013 1.6686 1.2157 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Monster zero 0 kcal

Sporade 104 kcal

Gatorade 240 kcal

Volt 420 kcal Red Bull 456 kcal Monster 465 kcal Ín d ice d e r efr ac ci ó n

Gráfico 1: Relación de energia térmica e indice de refracción de las bebidas energizantes a la temperatura fria 10.5 °C

(27)

1.4008 1.4298 1.5689 _1.4978 2.0073 1.5785 _1.5292 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 Monster zero 0 kcal

Sporade 104 kcal

Gatorade 240 kcal

Volt 420 kcal Red Bull 456 kcal Monster 465 kcal Ín di ce de re fr ac ció n

Gráfico 3: Relación de energia térmica e indice de refracción de las bebidas energizantes a la temperatura alta 97.5 °C

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 Monster zero 0 kcal Red Bull zero 40 kcal Sporade 104 kcal Gatorade 240 kcal Volt 420 kcal Red Bull 456 kcal Monster 465 kcal Ín d ice d e r efr ac ci ó n

Gráfico 4: Relación de energia térmica e indice de refracción de las bebidas energizantes a las 3 temperaturas (10.5°C,

19.3°C, 97.5°C)

Temperatura 10.5 Temperatura 19.3 Temperatura 97.5

(28)

2.0009 2.7728 _2.7105 _2.6652 2.582 2.8133 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50

Leche Soy Vida 235 kcal Leche Gloria evaporada 315 kcal Leche Laive deslactosada 594 kcal Leche Laive evaporada 594 kcal Leche Gloria deslactosada 630 kcal

Leche Pura Vida 630 kcal Ín di ce de re fr ac ció n

Gráfico 5: Relación de energia térmica e indice de refracción de las bebidas lacteas a la temperatura fria 10.5 °C

2.5409 1.347 2.0093 2.6534 3.4156 1.9713 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

Leche Soy Vida 235 kcal Leche Gloria evaporada 315 kcal Leche Laive deslactosada 594 kcal Leche Laive evaporada 594 kcal Leche Gloria deslactosada 630 kcal

Leche Pura Vida 630 kcal Ín di ce de re fr ac ció n

Gráfico 6: Relación de energia térmica e indice de refracción de las bebidas lacteas a la temperatura ambiente 19.3 °C

(29)

2.0009 2.7728 _2.7105 _2.6652 2.582 2.8133 2.5409 1.347 2.0093 2.6534 3.4156 1.9713 1.6741 1.9221 _1.5757 3.1442 1.803 2.2549 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Leche Soy Vida 235 kcal Leche Gloria evaporada 315 kcal Leche Laive deslactosada 594 kcal Leche Laive evaporada 594 kcal Leche Gloria deslactosada 630 kcal Leche Pura Vida 630 kcal Ín di ce de re fr ac ció n

Gráfico 8: Relación de energia térmica e indice de refracción de las bebidas energizantes a las 3 temperaturas (10.5 °C, 19.3

°C, 97.5 °C) Temperaturas 10.5 Temperaturas 19.3 Temperaturas 97.5 1.6741 1.9221 _1.5757 3.1442 1.803 2.2549 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

Leche Soy Vida 235 kcal Leche Gloria deslactosada 630 kcal Leche Laive deslactosada 594 kcal Leche Laive evaporada 594 kcal Leche Gloria evaporada 315 kcal

Leche Pura Vida 630 kcal

Ín

d

ice

d

e refracci

ó

n

Gráfico 7: Relación de energia térmica e indice de refracción de las bebidas lacteas a la temperatura altas 97.5 °C

(30)

4.4. Análisis de tablas y gráficas

En el análisis del trabajo en esta parte podemos relacionar los distintos datos tomados previamente, en el caso de las bebidas energizantes podemos evidenciar que los datos tomados con todas las bebidas se mantienen igual los índices de refracción en uno de los casos como con del Red Bull y el Monster, siendo respectivamente 456 y 465 calorías, siendo una diferencia cuando están a temperatura de 10.5 los índices de refracción de solo un 0.45, sin embargo cuando están a temperatura ambiente el índice del Monster empieza a subir y la diferencia disminuye un 0.15 siendo ahora 0.30, en este caso podemos ver que hay un diferencia mínima en ambos datos y se entiende porque hay una leve separación de las temperaturas entre fría y ambiente, pero cuando elevamos la temperatura a casi punto de ebullición se ve que la diferencia de los índices de refracción de reduce a solo un 0.04, donde se puede intuir que cuando elevamos la temperatura de las bebidas energizantes se empiezan a igualar los datos de los índices de refracción, y se puede entender porque al subir la temperatura los azucares de la bebidas se empieza como a separar de las bebidas, y por eso al calentarlos debajo del hervidor usado se queda pegado como en la imagen 7 y esta información se puede evidenciar en la gráfica 3 donde se evidencia que la línea es casi horizontal porque la mayoría de datos son parecidos viendo pequeñas variaciones.

En las bebidas lácteas se pueden evidenciar que cuando la temperatura es baja, como los demuestra la tabla 16, las bebidas lácteas mantienen casi el mismo valor de índice de refracción y se puede apreciar mejor en la gráfica 5, pasaría lo inverso a las bebidas energéticas cuando la temperatura es baja son diferentes y recién las altas se igualan, pero en las lácteas es que en las bajas se igualan y en las altas varían.

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CONCLUSIONES

Con este trabajo y con las gráficas obtenidas podemos decir e intuir que la hipótesis sobre la relación entre el índice de refracción y la energía térmica de bebidas energizantes y bebidas lácteas a distintas temperatura es falsa porque no en todo momento va de forma ascendente sino que tiene momentos de subido y otros de bajada, siendo a veces una función lineal, esto ocurre en ambos tipos de bebidas, lácteas y energizantes, un claro ejemplo es en el grafico 6, bebidas lácteas en temperatura ambiente, donde primero ocurre un descenso hasta la segunda bebida donde después ocurre un ascenso seguido 4 veces pero al final termina con una descenso, demostrando que no es una función lineal, y en las bebidas energizantes encontramos en las bebidas energizantes en temperatura ambiente donde ocurre similar al caso anterior, donde asciende primero 2 veces después desciende uno, vuelve ascender, consiguiente a este desciende y al final vuele a ascender en una línea más vertical

Con este trabajo se pude dar cuenta que los índices de refracción de algunos líquidos hay un cambio drástico cuando hay una variación en su temperatura como es en el caso del Monster, en el gráfico 4, se ve que sus valores son muy distintos en las tres temperaturas, y también ocurre con las bebidas lácteas con el caso de la leche Gloria deslactosada

Cuando se trabajó con la leche Laive, en ambos casos la evaporada y la deslactosada, se evidencia que ambas tenían el mismo nivel de calorías, y no se entendía el porqué, entonces una nutricionista explicó el registro del envase y nos mencionó que tienen las mismas calorías pero no son lo mismo, porque en el caso de la deslactosada, le

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duplicaron la cantidad de calcio porque al eliminar la lactosa, bajaba demasiado las calorías

Con el trabajo podemos deducir que hay varias bebidas que mantienen casi un mismo nivel de índices de refracción y se mantienen juntos sus valores como es el caso de Monster Zero, en la gráfica 4, donde se pueden visualizar las 3 líneas juntas y darnos una mejor imagen de como varia su índice en base a la temperatura, se mantienen los 3 puntos juntos, inclusive con las temperaturas bajas y ambientales, tienen el mismo punto, como la bebida al ser Zero azúcar no contenido no se puede afectar mucho, en el caso de las bebidas lácteas, hay separaciones pequeñas entre los puntos como es el caso de Leche evaporada Laive, en la gráfica 8, donde 2 puntos con la temperatura baja y ambiental, son el mismo y el caso de la alta habría una separación de 0.4788

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LIMITACIONES Y MEJORA DE LA INVESTIGACIÓN

Con el respectivo trabajo, las limitaciones encontradas han sido diversas, como no poder usar instrumentos capacitados o hechos para un trabajo de este estilo, por la coyuntura y la exacerbada cantidad de dinero que costaban no pude trabajar con ellos, y utilice productos que son más accesibles

El otro inconveniente que se presento fue el de no tener un espacio que mantuviera la temperatura más óptima y pareja en todo momento al momento de trabajar con las temperaturas bajas y altas.

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REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

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