Panelas de pressão com diferentes pressões nominais

18 de março, 2022 às 18:30 | Postado em Gás e vapor, Termologia, termodinâmica

Convenciona-se que a pressão e temperatura médias no interior das panelas de pressão são respectivamente de 2 atm e 120 °C. Entretanto, existem panelas com diferentes pressões nominais. As mais comuns no Brasil são de 80 kPa, mas há também de 70 kPa e 100 kPa. Qual é a pressão e a temperatura atingidas no interior de uma panela de 100 kPa ou 14,5 PSI de pressão nominal? O volume/tamanho da panela interfere no cálculo? Se sim, o volume é de 11,4 L.

A pressão nominal é a pressão manométrica, isto é, a diferença de pressão entre o interior da panela e a atmosfera externa. Ou seja, para se obter a pressão no interior da panela deve-se somar à pressão nominal informada pelo fabricante a pressão atmosférica. No nível do mar a pressão atmosférica é cerca de 1atm ou cerca de 101kPa.

Na figura 1 está representada a pressão de vapor saturado da água em atmosferas em função da sua temperatura em °C. A pressão de vapor saturado é dada pela equação que se encontra na Figura 1, a Equação de Clausius-Clapeyron para a água.

As pressões nominais em quilopascals (70, 80, 100) são facilmente convertidas para atmosferas encontrando-se cerca de 0,70, 0,80 e 1,0.

Suponhamos que uma panela opere com a pressão nominal de 70kPa ou 0,70atm e que ela se encontre no nível do mar. Assim sendo a pressão no interior da panela é 0,70atm mais 1,0atm, resultando em 1,7atm. A figura 2 indica em azul que à pressão de vapor saturado de 1,7atm corresponde a temperatura de aproximadamente de 116°C. Portanto esta será a temperatura em que a água ferverá dentro da panela, a temperatura em que acontecerá o cozimento.

Se esta panela estiver em La Paz, onde a pressão atmosférica é 0,65atm, a pressão de vapor saturado da água em seu interior no máximo será (0,65+0,7=1,35atm). O cozimento se dará em uma temperatura inferior a 110°C (mais precisamente cerca de 108°C).

Para uma panela com pressão nominal de 100kPa ou 1,0 atm no nível do mar operará com a pressão de vapor saturado de (1,0+1,0=2,0)atm. Pelo gráfico da Figura 2 à pressão de 2,0atm corresponde a temperatura de 121°C, sendo esta então a temperatura de cozimento, independentemente da quantidade de água ou do volume da panela desde que lá dentro exista água líquida.

“Docendo discimus.” (Sêneca)