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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 32 do ENEM 1999

Prova · Física: Mudanças de estado físico e calor latente

A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozidos em água muito mais rapidamente do que em panelas convencionais. Sua tampa possui uma borracha de vedação que não deixa o vapor escapar, a não ser através de um orifício central sobre o qual assenta um peso que controla a pressão. Quando em uso, desenvolve-se uma pressão elevada no seu interior. Para a sua operação segura, é necessário observar a limpeza do orifício central e a existência de uma válvula de segurança, normalmente situada na tampa.

O esquema da panela de pressão e um diagrama de fase da água são apresentados abaixo.

Esquema de uma panela de pressão sobre o fogo, indicando o líquido no fundo, o vapor acima e a válvula de segurança na tampa. Gráfico do diagrama de fase da água mostrando a curva de equilíbrio líquido-vapor com pressão (em atm, de 0 a 5) em função da temperatura (em graus Celsius, de 0 a 160).

A vantagem do uso de panela de pressão é a rapidez para o cozimento de alimentos e isto se deve

  1. A
    à pressão no seu interior, que é igual à pressão externa.
  2. B
    à temperatura de seu interior, que está acima da temperatura de ebulição da água no local.
  3. C
    à quantidade de calor adicional que é transferida à panela.
  4. D
    à quantidade de vapor que está sendo liberada pela válvula.
  5. E
    à espessura da sua parede, que é maior que a das panelas comuns.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

O cozimento depende da temperatura da água em que o alimento está mergulhado. Numa panela aberta, a água ferve a 100\ ^\circ\text{C} (ao nível do mar, 1\ \text{atm}) e, mesmo que você aumente a chama, a temperatura não passa disso: o calor extra só vaporiza mais água.

O diagrama de fase mostra a curva de equilíbrio líquido-vapor, ou seja, a temperatura de ebulição para cada pressão:

  1. Em 1\ \text{atm}, a curva marca 100\ ^\circ\text{C}.
  2. Em 2\ \text{atm}, marca cerca de 120\ ^\circ\text{C}.
  3. Em torno de 3\ \text{atm}, marca cerca de 134\ ^\circ\text{C}.

Como a borracha de vedação impede a saída do vapor, a pressão interna sobe bem acima da externa. Com isso, a água só entra em ebulição numa temperatura maior, como 120\ ^\circ\text{C}. Essa temperatura está acima da ebulição da água no local (a 1\ \text{atm}), e os alimentos cozinham mais rápido.

As outras alternativas falham: a pressão interna é maior que a externa; a chama não fornece calor "adicional" por causa da panela; a liberação de vapor apenas controla a pressão; e a espessura da parede não acelera o cozimento.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA pressão interna é maior que a externa, e é justamente isso que eleva a temperatura de ebulição.
  • CA panela não transfere mais calor ao alimento; a chama é a mesma, o que muda é a temperatura de ebulição.
  • DO vapor liberado pela válvula só regula a pressão e não acelera o cozimento.
  • EA espessura da parede dá resistência à pressão, mas não explica a rapidez do cozimento.

Assunto: Mudanças de estado físico e calor latente.

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Ver como caiu na prova Questão 32 no caderno Amarela do ENEM 1999