Em que situação a comida esfria mais rapidamente?
22 de setembro, 2021 às 14:18 | Postado em Gás e vapor, Mudanças de estado da matéria, Termologia, termodinâmica
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - IF-UFRGSQuando acabamos de preparar uma comida, como arroz ou feijão, geralmente deixamos que a comida esfrie um pouco na própria panela em que foi preparada antes de pô-la no prato para comer. Minha mãe diz que não vê diferença entre deixar a panela tampada ou destampada, que a comida esfriará no mesmo tempo. Já eu tenho a impressão de que a comida esfria mais rapidamente se a panela fica destampada.
A rapidez do resfriamento da comida é maior em uma panela aberta do que em uma panela fechada. Esta diferença se deve a que, além dos processos de transferência de energia (calor) que acontecem em uma panela fechada, soma-se na panela aberta a perda importante de energia (e massa) por evaporação.
A Figura 1 apresenta dois pratos inicialmente com a mesma quantidade de água quente na temperatura de 60°C. Um dos pratos estava aberto e o outro fechado e ao longo de 14 horas a temperatura da água foi em ambos foi medida, assim como a temperatura ambiente.
A Figura 2 apresenta a temperatura em cada prato e no ambiente em função do tempo. No prato aberto, devido a evaporação que está impossibilitada no prato fechado, o resfriamento é muito mais rápido. Em cerca de 70 minutos a água no prato aberto se encontra na temperatura ambiente enquanto no prato fechado tal aconteceu em cerca de 5,5 horas.
Devido à evaporação, a água no prato aberto desce abaixo da temperatura ambiente, permanecendo até o final do experimento (portanto durante 13 horas) cerca de 2°C abaixo da temperatura ambiente.
Sobre o experimento dos dois pratos vide UM CICLO DE MODELAGEM SOBRE A LEI DE RESFRIAMENTO DE NEWTON. O efeito de resfriamento da água por evaporação pode atingir mais de 10°C abaixo da temperatura ambiente se a superfície do liquido for aumentada como no caso descrito em Ventilador borrifador de água baixa a temperatura ambiente?
Mais sobre o efeito da evaporação no resfriamento vide Resfriamento do álcool ou da água por evaporação, Dúvida sobre o resfriamento por evaporação.
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“Docendo discimus.” (Sêneca)
A minha duvida persiste nos primeiros 5 ou 10 min, entendo que a diferença entre aberto e fechado faz pouca diferença na queda de temperatura, já a diferença na perda de agua do alimento neste intervalo inicial de tempo pode ser significativo entre os dois experimentos.
O gráfico não tem resolução suficiente para se perceber que as duas curvas são diferentes já no início. No final do 10min iniciais o parto aberto está 3°C abaixo do prato fechado.
Se a diferença na perda de agua do alimento neste intervalo inicial de tempo pode ser significativo entre os dois experimentos então isso deve se refletir na diminuição da temperatura pois para vaporizar água é necessário cerca de 540cal/g e esta energia vem da massa líquida. Para mais detalhes vide o artigo referido: UM CICLO DE MODELAGEM SOBRE A LEI DE RESFRIAMENTO DE NEWTON.
Obrigado professor!