PUC Minas 2015 (2º semestre, Medicina) — questão 58 de Física
Enunciado em texto
A água coexiste em suas formas de líquido e vapor em diversas temperaturas e pressões. A figura mostra a temperatura de vaporização da água em função de sua pressão de vapor. Uma aplicação doméstica que pode ser explicada a partir deste diagrama é a panela de pressão, que permite que os alimentos sejam cozidos em água de maneira mais rápida. A explicação para a maior eficiência da panela de pressão em cozinhar os alimentos em água é explicada pelo fato de:
[Gráfico: “Diagrama de fase de água”. Eixo vertical: Pressão (atm), de 0 a 5; eixo horizontal: Temperatura (°C), de 0 a 160, com divisões de 20 em 20. Uma curva crescente, cada vez mais inclinada, separa a região “líquido” (acima e à esquerda) da região “vapor” (abaixo e à direita). A curva começa perto de 10 °C com pressão praticamente nula, passa por cerca de 1 atm em 100 °C, por cerca de 2 atm em 120 °C e chega perto de 5 atm em torno de 150 °C.]
(A) a pressão no interior da panela ser igual à pressão externa.
(B) ocorrer um aumento na quantidade de calor que é transferida para a panela.
(C) a quantidade de vapor que é liberada através da válvula ser maior que nas panelas comuns.
(D) a temperatura no interior da panela atingir valores superiores a devido ao fato de a pressão em seu interior chegar a valores superiores a 1 atm.
(Enunciado e figura: Vestibular PUC Minas 2015 (2º semestre), Medicina — PUC Minas.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas).
Resolução comentada
O que a questão pede: por que a panela de pressão cozinha mais rápido, usando o diagrama.
Passo 1 — ler o diagrama. A curva dá a temperatura de ebulição para cada pressão. Em 1 atm (pressão ao nível do mar), a água ferve a cerca de 100 °C; em 2 atm, a cerca de 120 °C. Quanto maior a pressão, maior a temperatura de ebulição.
Passo 2 — a panela de pressão. Ela é vedada: o vapor fica preso e a pressão interna sobe acima de 1 atm (a válvula limita esse valor). Com isso, a água só ferve a uma temperatura acima de 100 °C, em torno de 120 °C. A água líquida fica mais quente e cozinha os alimentos mais depressa.
Por que não as outras: (A) se a pressão interna fosse igual à externa, a água ferveria a 100 °C, como numa panela comum. (B) o fogo é o mesmo; o ganho vem da temperatura mais alta da água, não de mais calor. (C) a panela de pressão justamente segura o vapor; o que sai pela válvula é só o excesso.
⚠️ A armadilha: achar que a panela de pressão “esquenta mais” porque recebe mais calor (alternativa B). Numa panela comum, depois que a água ferve, mais fogo só faz evaporar mais rápido; a temperatura fica presa em 100 °C. A panela de pressão muda esse limite.
A ideia em uma frase: aumentando a pressão, a panela de pressão eleva a temperatura de ebulição da água acima de 100 °C, e o alimento cozinha mais rápido.
Resposta: alternativa D (a pressão acima de 1 atm faz a temperatura passar de 100 °C).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.