Panela de pressão: uma bomba na cozinha

Em tempos de terrorismo, carros-bombas, homens-bombas, aqui pelas bandas do hemisfério sul, em nossa nação verde-amarela, não temos explosivos terroristas desta espécie perambulando pelas ruas, mas muita gente guarda uma bomba em casa, e muitos não sabem do perigo. Como insinua o título deste post, estou me referindo à panela de pressão, um artefato que é de grande ajuda no dia-a-dia doméstico, mas que também pode causar acidentes graves, se não forem tomadas as devidas precauções.

A seguir, vamos ver como funciona a panela de pressão e por que ela representa um perigo tão grande na cozinha.

Como funciona a panela de pressão

A temperatura de ebulição da água depende da pressão em sua superfície. Num recipiente aberto, a pressão na superfície é a pressão atmosférica e a temperatura de ebulição é 100 ºC (ao nível do mar).

Como a panela de pressão é hermeticamente fechada, a pressão interna não é necessariamente igual à pressão atmosférica. Assim, a temperatura de ebulição na panela pode ser diferente de 100 ºC. Leia sobre este fato no post “Por que a temperatura de ebulição depende da pressão?”.

Quando se leva a panela de pressão ao fogo, ao atingir 100 ºC, a água entraria em ebulição, se estivesse num recipiente aberto. No entanto, a intensa vaporização da água faz aumentar a pressão de vapor, pois não há saída para a água gasosa - a tampa com borda emborrachada é vedada por pressão mecânica. Com o aumento da pressão de vapor, a temperatura de ebulição da água sobe - a pressão interna torna-se maior que a pressão atmosférica. Por isso, a ebulição não ocorre. Em vez disso, a temperatura aumenta.

Quando a pressão de vapor atinge um determinado valor (por exemplo, 2 atm), a força aplicada pelo vapor eleva um pino metálico, abrindo uma válvula. A água em estado gasoso começa a escapar e estabiliza-se a pressão interna. Somente nesse momento é que a ebulição começa, estabilizando-se também a temperatura.

Observe o gráfico abaixo que mostra a variação da pressão máxima de vapor da água em função da temperatura. Veja que a pressão máxima da vapor de 2 atm corresponde à temperatura de 120 ºC, ou seja, nesta panela, a temperatura de ebulição é 120 ºC.

Evidentemente, o alimento cozinha mais depressa numa panela de pressão que numa panela aberta, na qual o ponto de ebulição é 100 ºC, pois a temperatura interna fica acima deste valor.

Quando a panela de pressão vira uma bomba

Na figura acima você tem um esquema de uma panela de pressão: a tampa, vedada com uma argola de borracha; no centro da tampa há a válvula, que é mantida fechada pelo pino relativamente pesado, mas que pode movimentar-se para cima, permitindo a abertura da válvula;  há também a válvula de segurança, que só abre em situações extremas, quando a válvula central estiver entupida e houver perigo de explosão.

   

Se a válvula central não estiver funcionando por obstrução do canal e a válvula de segurança tiver defeito de fabricação ou estiver obstruída devido ao tempo de uso, a pressão interna elevar-se-á enormemente, até atingir um valor suficiente para romper a tampa e as paredes da panela, causando a emissão de jatos de água e vapor à temperatura relativamente elevada, além de pedaços da panela, causando danos à cozinha e atingindo gravemente às pessoas em volta: em resumo, uma verdadeira BOMBA!

Quer ver uma panela de pressão explodindo? É muito interessante, mas não façam isso em casa. Um professor de Física da escola VIVER Escola Waldorf de Bauru fez a experiência com os alunos. Vejam o vídeo abaixo:

 

COMENTÁRIOS

• O ponto de ebulição da água é 100 ºC num local ao nível do mar. Quanto maior a altitude do local, menor é a temperatura de ebulição da água. Por isso, é difícil cozinhar no monte Everest porque lá a temperatura da água, em uma panela aberta, não ultrapassa 72 ºC. Sem uma panela de pressão, dependendo do alimento a ser cozinhado, o almoço pode sair na hora da janta ou, talvez, nunca sair.
• Mesmo uma panela comum, se a utilizarmos com a tampa fechada, os alimentos cozinharão mais rápido do que com a tampa aberta, pois a pressão interna será um pouquinho maior. O inconveniente é a tampa levantar durante o processo de cozimento e derramar parte do líquido no fogão.

RESPONDA ÀS PERGUNTAS

• Se você mantiver alta a chama do gás, depois que a água já estiver fervendo, os alimentos cozinharão mais rápido?
• Em locais de grande altitude, gasta-se mais gás para cozinhar os alimentos?

Pense! Respostas no próximo post.

Referências: Você Sabia: http://www.vocesabia.net  e  Aprendendo Física - Volume 2, Marcos Chiquetto, Bárbara Valentin e Estéfano Pagliari - Editora Scipione.