Uma pessoa cozinha carne a vapor em uma panela que está (a) destampada, (b) coberta com uma tampa leve e (c) coberta com uma tampa pesada. Em qual caso o tempo de cozimento será menor? Por quê?
Passo 1
O enunciado pede que a gente escolha a opção de tampa que cause um cozimento mais rápido. Mas que fator provoca o aumento na velocidade de cozimento?
Os alimentos cozinham mais rápido, quando a água presente neles vaporiza a uma temperatura maior. Quanto maior a temperatura de vaporização, maior a temperatura que estará dentro da panela! Isso diminui o tempo para cozinhar o alimento!
Sabemos também que a temperatura de vaporização aumenta com a pressão.
Então para descobrirmos qual tampa esquenta a carne mais rápido, precisamos saber qual tampa pressuriza mais a panela! Analisaremos isso no próximo passo!
Passo 2
A panela destampada fica exposta apenas à pressão atmosférica.
Passo 3
Já a panela com tampa leve, além de sofrer a ação da pressão atmosférica, suporta peso da tampa. Ou seja, a pressão interna da panela para o caso (b) é maior do que a pressão interna da panela para o caso (a).
Passo 4
Por fim, comparamos a panela de tampa leve com a panela de tampa pesada. A tampa com massa maior impõe uma pressão maior ao interior da panela. Isso pode ser visto aplicando a segunda lei de Newton à tampa.
onde:
- é a pressão no interior da panela;
- é a área da tampa;
- é a massa da tampa;
- é a aceleração da gravidade;
- é a pressão atmosférica.
Rearranjando a fórmula para deixar a pressão sozinha no lado esquerdo da equação, temos:
Ou seja, a pressão dentro da panela é proporcional à massa da tampa. Quanto maior seu valor, maior a pressão na panela, maior a temperatura de vaporização e menor o tempo de cozimento da carne.
Como:
Logo:
E por causa disso:
onde é o tempo de cozimento da carne. Ou seja, o tempo de cozimento da opção (c) é o menor de todos.
Resposta
O tempo de cozimento da opção (c) é o menor de todos, porque a massa maior da tampa da panela faz com que sua pressão interna seja maior. Isso obriga a água a vaporizar a uma temperatura maior. Ou seja, a carne fica em contato com a água à temperatura mais quente e leva menos tempo para cozinhar.