UNICAMP 2021: Quando colocada em um recipiente, a água sofre evaporação a partir da sua superfície

UNICAMP 2021: 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.

QUESTÃO ANTERIOR:

- UNICAMP 2021: Com base no excerto e na imagem

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

a) Na panela de pressão, o ponto de ebulição da água aumenta com a elevação da pressão, por conta do aumento da massa de vapor no interior da panela. Isso permite que o cozimento dos alimentos seja mais rápido. Além disso, alimentos mais “duros”, ou seja, com ligações químicas mais intensas, sofrem uma melhor cocção em temperaturas maiores, pois estas aumentam as velocidades de quebra das inte rações.

b) Curva A: processo 3, pois fechar a panela encaixando a tampa, conforme recomendado pelo fabricante, reduz significativamente a perda de calor para o meio externo, e isso abrevia o tempo necessário para a água atingir sua temperatura de ebulição. Temos aumento de pressão, o que aumenta a temperatura de ebulição.

Curva B: processo 2, pois fechar a panela, apenas apoian do a tampa na sua parte superior, diminui a dissi pação de calor para o ambiente e acelera o início da vaporização na pressão am biente.

Curva C: processo 1, pois a panela aberta, sem tampa, dissipa mais calor para o ambiente e o início da vaporização ocorre após um tempo maior.

Observamos que as curvas B e C apresentam a mesma temperatura de ebulição, pois em ambas o líquido fica sujeito à pressão ambiente.