Porque a água ferve a uma temperatura de 87 OC na cidade de La Paz capital da Bolívia é qual é o princípio de funcionamento de uma panela de pressão?

4 de março, 2013 às 20:53 | Postado em Gás e vapor, Mudanças de estado da matéria, Termologia, termodinâmica

Suponhamos que duas pessoas , começam a utilizar a panela de pressão no mesmo momento para cozinhar sendo que uma das pessoas está em Belo Horizonte e outra estando em La Paz (Bolivia) , qual panela cozinhará o alimento primeiro?

Pergunta originalmente feita em http://br.answers.yahoo.com/question

A função da panela de pressão é cozer alimentos a uma temperatura maior do que seria atingida em um recipiente aberto. Em um recipiente aberto o cozimento em água se dará na temperatura de 100°C caso a pressão exercida sobre a água seja 1 atm. As panelas de pressão usuais permitem, por pressurização do ambiente interno à panela, que a pressão interna seja cerca de 1 atm maior do que a externa. Portanto se a pressão externa for 1 atm, a pressão interna será cerca de 2 atm.

O gráfico abaixo representa a Equação de Clausius-Clapeyron para água, fornecendo a pressão de vapor saturado da água em função da temperatura. Este gráfico também pode ser interpretado como relacionando a temperatura de ebulição da água com a pressão externa a água.

A 2 atm o ponto de ebulição da água se eleva para cerca de 120°C. O cozimento nesta condição de pressão se dará mais lentamente em uma panela aberta do que em um panela de pressão pois o cozimento é apressado se a temperatura de cozimento se eleva.

Em Belo Horizonte (850 m da altitude) a pressão atmosférica é cerca de 0,9 atm e em La Paz (3700 m de altitude) a pressão atmosférica é 0,65 atm. Portanto uma panela de pressão usual operará com uma pressão interna de cerca de 1,9 atm e cerca de 1,65 atm em La Paz. O ponto de ebulição da água a 1,9 atm é cerca de 120°C e a 1,65 atm é cerca de 115°C.

Percebe-se então que em La Paz a temperatura da água fervente no interior da panela de pressão será cerca de 5°C inferior à temperatura da água fervente na panela de pressão em Belo Horizonte. O tempo de cozimento em Belo Horizonte será então um pouco menor do que em La Paz, entretanto não muito menor.

Uma diferença importante no tempo de cozimento ocorre entre panelas de pressão e panelas comuns nas duas cidades. Em La Paz a água em uma panela aberta atingirá a temperatura de cerca de 88°C, portanto quase 30°C inferior a temperatura da panela de pressão.

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“Docendo discimus.” (Sêneca)

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Postagem do Prof. Alexandre Medeiros (UFRPe) no Facebook

O EBULIDOR DE FRANKLIN

A leitura hoje de mais um ótimo texto do meu amigo Fernando Lang da Silveira (IFURGS) sobre a variação da TEMPERATURA DE EBULIÇÃO com a PRESSÃO me fez lembrar de um CLÁSSICO EXPERIMENTO que eu costumava fazer com meus estudantes de Instrumentação para o Ensino da Física na Universidade:
O EBULIDOR DE FRANKLIN, ilustrado na FOTO do presente post.

1. Com o tubo de borracha fechado hermeticamente, a gente aquece o vaso, ao fogo, com ÁGUA dentro até ele entrar em EBULIÇÃO.
2. Depois, desliga-se o fogareiro e deixa-se a ÁGUA arrefecer até que o termômetro que mede sua temperatura marque uns 95 graus Celsius ou menos que isso.
3. Joga-se, então, água gelada sobre o vaso de pyrex aquecido e observa-se a ÁGUA contida no mesmo voltar a entrar em EBULIÇÃO, mesmo a uma temperatura mais baixa.
4. A REDUÇÃO DE PRESSÃO é evidenciada de forma espetacular ao se colocar a extremidade do tubo dentro do copo ao lado com água colorida e liberar a passagem através do tubo.
5. O rápido movimento do líquido colorido do COPO onde estava guardado para DENTRO do vaso pelo tubo de borracha evidencia a REDUÇÃO DE PRESSÃO ocorrida no EBULIDOR DE FRANKLIN.

Acessos entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 18845.

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