Dúvida sobre a pressão na panela de pressão

30 de julho, 2013 às 10:00 | Postado em Gás e vapor, Termologia, termodinâmica

Caro Prof. Lang,

Recentemente fiz uma busca e me deparei com uma resposta sua no Yahoo Respostas sobre o tempo de cozimento dos alimentos em panela de pressão a diferentes altitudes. A resposta está abaixo.

No entanto, eu não entendo como a temperatura de ebulição em La Paz pode ser menor já que a pressão interna atingida numa panela de pressão é regulada por um peso (invariável) na válvula. Para mim a temperatura de ebulição da água na panela de pressão seria a mesma em La Paz e ao nível do mar.

Se possível gostaria muito que o senhor esclarecesse essa dúvida pois estou elaborando questões para meus alunos.

Atenciosamente

Raphael
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Pergunta que motivou o questionamento atual era a seguinte:

Onde se cozinha mais rápido, em BH ou La Paz?

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?

 

Caro Raphael

A pressão no interior de uma panela de pressão NÃO depende apenas da válvula. Depende também da pressão externa à panela, portanto, da pressão atmosférica.

Admiti em minha resposta que a pressão devida exclusivamente à válvula fosse 1 atm. Ou seja, a pressão máxima interna à panela é a pressão externa MAIS a pressão exercida pela válvula. Ou seja, a pressão quando a água ferve dentro de uma panela pressurizada ao nível do mar é cerca de 1 atm + 1 atm = 2 atm e em La Paz, na mesma panela, é cerca de 0,65 atm + 1 atm = 1,65 atm pois 0,65 atm é a pressão atmosférica em La Paz. Portanto,  apesar de serem iguais as contribuições para a pressão interna dada pela válvula, resultam pressões bem diferentes devido à altitude em que a panela se encontra.

Minha resposta anterior era a seguinte:

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 em BH e cerca de 1,65 atm em La Paz. O ponto de ebulição da água a 1,9 atm é cerca de 120 graus Célsius e a 1,65 atm é cerca de 115 graus Célsius.

Percebe-se então que em La Paz a temperatura da água fervente no interior da panela de pressão será cerca de 5 graus Célsius 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 graus Célsius, portanto quase 30 graus Célsius inferior a temperatura da panela de pressão.

Nota: A variação da pressão de vapor saturado da água com a temperatura está no documento http://www.if.ufrgs.br/~lang/Textos/Vapor_sat_H20.pdf . A curva ali apresentada também relaciona a temperatura de ebulição da água com a pressão externa água líquida.

Caso a pressão exercida pela válvula seja diferente da que imaginei, a diferença nas temperaturas na ebulição da água pressurizada será diversa da referida mas sempre em La Paz será menor do que em BH.

Outras perguntas respondidas sobre panela de pressão são as seguintes:

Como calcular a pressão na panela de pressão conhecida a temperatura?

Como aumentar a temperatura da panela de pressão sem correr o risco de ela explodir?

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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