Questão 3
UNICAMP 2021
(UNICAMP - 2021 - 2ª FASE)
Quando colocada em um recipiente, a água sofre evaporação a partir da sua superfície, tendo como resistência física à evaporação a pressão sobre essa superfície. Se a pressão do vapor de água atinge o valor da pressão que age sobre sua superfície, a evaporação tende à formação de bolhas (ebulição). Nessa situação, a temperatura da água permanece constante até a evaporação total.
a) O cozimento de alimentos é, de uma forma simplificada, uma coleção de processos (reações) químicos. Neste contexto, cite a principal vantagem do uso de uma panela de pressão e explique, do ponto de vista científico, a mudança que seu uso promove em relação a um cozimento em panela comum.
b) Em uma panela de pressão foi colocado determinado volume de água. Considere os três seguintes processos, realizados separadamente, para ferver a água, até a evaporação completa:
1. Deixar a panela aberta, sem tampa; ligar o fogo e aquecer a água.
2. Fechar a panela apenas apoiando a tampa na sua parte superior; ligar o fogo e aquecer a água.
3. Fechar a panela encaixando a tampa conforme recomendado pelo fabricante; ligar o fogo e aquecer a água.
O gráfico abaixo (espaço de resposta) contém três curvas de temperatura da água, θ, em função do tempo. Correlacione os processos 1, 2 e 3 acima com as correspondentes curvas A, B ou C no gráfico. Justifique sua resposta. Desconsidere a contribuição da massa da tampa da panela.
Gabarito:
Resolução:
a) A panela de pressão promove o cozimento mais rápido dos alimentos, porque no interior a temperatura da água chega a temperaturas maiores do que 100ºC. A água entra em ebulição quando a pressão de vapor se iguala a pressão externa, como no interior da panela a pressão é maior, a água alcança temperaturas maiores antes de entrar em ebulição.
b) A associação correta das curvas é: A ⇒ 3; B ⇒ 2 e; C ⇒ 1.
A curva C tem o aquecimento mais lento, porque como a panela está aberta existe perda de calor para o meio externo.
A curva B é da panela com a tampa acima porque o aquecimento é mais rápido, já que diminui a perda de calor para o externo, mas alcança a mesma temperatura limite da curva C, já que não vai estar vedada, então não há aumento da pressão interna.
A curva A é da panela fechada porque o aquecimento ocorre, até certo ponto, na mesma taxa que a panela com a tampa apoiada em cima, mas, alcança temperaturas maiores, já que com a panela vedada a pressão interna é maior.