DESAFIO PRESSÃO DE VAPOR

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DESAFIO 
A panela de pressão é um equipamento facilmente encontrado nos lares 
brasileiros, por possibilitar que os alimentos sejam cozidos em até 1/5 do tempo que 
gastaria em uma panela convencional. Assim, além de agilizar o tempo de preparo da 
comida, possibilita economias significativas no consumo de gás ou lenha. 
 
Embora seja um equipamento de simples funcionamento, a panela de pressão utiliza 
princípios termodinâmicos importantes. 
a) Usando o conceito de pressão de vapor, explique o funcionamento da panela de 
pressão. 
 
b) Usando a equação de Antoine, que relaciona temperatura de ebulição e pressão de 
vapor, calcule o valor aproximado da temperatura de cozimento em uma panela 
cuja pressão de vapor é de 2atm. 
 
a) Na panela de pressão, a água não fica em contato direto com a atmosfera, já que a 
borracha gera uma vedação do ambiente interno para o ambiente externo. À medida que 
a água é aquecida, o vapor produzido não consegue escapar e a pressão interna da panela 
vai aumentado. 
A água só entra em ebulição quando sua pressão se torna igual à pressão do vapor presente 
internamente na panela. Como essa pressão é maior que a pressão atmosférica, a 
temperatura de ebulição também será maior, visto que há uma relação de 
proporcionalidade entre pressão de vapor e temperatura de ebulição. 
Como a temperatura da água presente é maior que 100°C (temperatura de ebulição na 
pressão atmosférica), o alimento cozinha mais rápido. 
 
b) A equação de Antoine descreve a relação de proporcionalidade entre pressão de vapor 
e temperatura de ebulição: 
a. log10 pσ = A - [B/ (C+T)] 
Onde pσé a pressão de vapor emPa; T é a temperatura de ebulição em K; e A, B e C são 
constantes para cada substância. Para a água, essas constantes são: 16,2886, 3816,44 e -
46,13, respectivamente. 
Importante: os valores de A, B e C mudam de acordo com a unidade de pressão e 
temperatura. Note que, para pressão em mmHg e temperatura em °C, esses valores serão 
diferentes, mas a resposta do Desafio será aproximadamente igual após a transformação 
das unidades para o sistema internacional. 
 
Sabendo que 2atm é igual a, aproximadamente, 202,65kPa, podemos calcular a 
temperatura de ebulição isolando T na equação: 
 
T = [B/(A - log10 p 
σ)] - C 
Substituindo valores, teremos: 
 
T = [3816,44/(16,2886 - log10 202650)] - (-46,13) 
 
Assim, T = 393K ou 121°C. 
Atenção: a pressão, conforme apresenta a equação, deve estar em Pa. 
Como a pressão de vapor é maior, a temperatura de ebulição da água é de 120°C, 
ou seja, 20°C maior que a temperatura da pressão atmosférica.