UFSC 2022 (Vagas Remanescentes) — questão 33 de Física
Enunciado em texto
Durante a pandemia, Pedrinho ajudou sua família em algumas tarefas domésticas, principalmente na cozinha. Em um dos almoços de domingo, preparou uma salada de batatas com maionese, mas, devido ao atraso, sua mãe sugeriu que ele cozinhasse as batatas na panela de pressão (para que o cozimento fosse mais rápido). Ele lembrou-se de suas aulas de Física e, para explicar por que isso acontece, afirmou que:
(01) a dependência entre a pressão e a temperatura de ebulição da água permite entender a dificuldade no cozimento de alimentos em algumas cidades muito acima do nível do mar, uma vez que, com a pressão atmosférica maior, a temperatura de ebulição da água é menor do que 100 °C.
(02) durante o cozimento, a água irá transferir energia térmica para o alimento. Quanto menor for a temperatura da água, mais rápida será a transferência de energia térmica.
(04) quando a pressão no interior da panela atinge um valor limite, o vapor no interior empurra o pino no centro da tampa (a válvula de contrapeso) e permanece em seu interior, o que impede a explosão da panela.
(08) ao nível do mar, onde a pressão atmosférica é igual a 1 atm, a temperatura de ebulição da água é igual a 100 °C.
(16) o aumento da pressão no interior da panela faz com que a água entre em ebulição a uma temperatura maior do que 100 °C.
(32) quando a válvula permite a saída do vapor, a chama do fogão pode ser abaixada para economizar o gás, pois a partir deste momento a água atingiu a temperatura máxima.
(Enunciado: Processo Seletivo de Vagas Remanescentes UFSC 2022 — UFSC/COPERVE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Comissão Permanente do Vestibular (COPERVE).
Resolução comentada
O que a questão pede: explicar a panela de pressão pela relação entre a pressão e a temperatura de ebulição da água.
A ideia central: a água ferve quando a pressão do seu vapor iguala a pressão sobre ela. Mais pressão, maior temperatura de ebulição; menos pressão, menor.
(01) Falsa. A conclusão está certa (em grandes altitudes a água ferve abaixo de 100 °C e cozinhar é mais difícil), mas a causa está trocada: em cidades altas a pressão atmosférica é menor, não maior.
(02) Falsa. O fluxo de calor é tanto maior quanto maior a diferença de temperatura entre a água e o alimento. Água mais quente transfere energia mais depressa.
(04) Falsa. Ao atingir a pressão limite, o vapor levanta o pino e escapa pela válvula; é justamente essa saída que limita a pressão e impede a explosão.
(08) Verdadeira. A 1 atm, a água pura ferve a 100 °C (é a definição original da escala Celsius).
(16) Verdadeira. Dentro da panela fechada, o vapor aumenta a pressão sobre a água, que passa a ferver acima de 100 °C (perto de 120 °C). A água mais quente cozinha o alimento mais depressa.
(32) Verdadeira. Quando a válvula começa a liberar vapor, a pressão interna está no limite e a água ferve à temperatura máxima correspondente; ela não esquenta mais. Fogo alto só faria evaporar mais água; dá para baixar a chama sem atrasar o cozimento.
⚠️ A armadilha: a (01). Lê-se “a água ferve abaixo de 100 °C em grandes altitudes” e marca-se, sem perceber que o motivo dado (pressão maior) está errado.
A ideia em uma frase: mais pressão, a água ferve mais quente; a panela de pressão cozinha mais rápido por isso, e a válvula mantém a pressão (e a temperatura) no limite.
Resposta: soma 56 (08 + 16 + 32).
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.
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