Física no Cotidiano 1 – Calorimetria

Inauguro com este post a série que chamarei de “Física no cotidiano”. Nela, utilizarei conceitos físicos para explicar fenômenos que presenciamos no cotidiano, aos quais normalmente não damos muita atenção.

Nesse primeiro post, tratarei algo que frequentemente vejo pessoas discutindo: ao deixar algo cozinhando, é melhor manter a chama do gás alta ou baixa?

Explicarei isso tomando alguns conceitos da Calorimetria.

Ao fornecermos energia a um corpo, ocasionamos o aumento da sua energia interna. Esse aumento pode causar dois efeitos no corpo:

  1. Pode aumentar sua temperatura
  2. Pode mudar seu estado físico (sólido, líquido, gasoso)

Para explicar isso utilizarei o gráfico abaixo, que mostra a variação da temperatura da água em função do tempo:

No intervalo A, vemos que a água sólida (gelo) variou sua temperatura de -20°C para 0°C. Nesse intervalo, a energia absorvida foi utilizada unicamente para o aumento da temperatura. O mesmo ocorre com a água líquida em C e com o vapor d’água em E.

No intervalo B, a água atingiu seu ponto de fusão. O corpo continua absorvendo energia, porém, como o gelo está fundindo, sua temperatura permanece a mesma até que toda a água se torne líquida. Ou seja, a energia absorvida foi utilizada unicamente para a mudança de estado físico. O mesmo ocorre durante a vaporização, em D.

Agora aplicarei isso ao cozimento de alimentos com a água. Usarei como exemplo o cozimento de uma massa.

Para colocar a massa na panela, devemos esperar até que água esteja fervendo, certo?

Nesse caso, precisa-se elevar a temperatura da água até que ela atinja 100°C. Como nessa etapa toda energia absorvida é utilizada para o aumento da temperatura, o mais prático é deixarmos a chama do gás alta. Assim, será fornecida mais energia por intervalo de tempo, fazendo com que água atinja os desejados 100°C em menos tempo do que com a chama baixa.

Depois que água atingiu os 100°C e a massa está cozinhando, sabemos que toda a energia absorvida a partir desse momento será utilizada para a vaporização da água. A temperatura da água líquida já atingiu seu máximo e não irá mais aumentar. Portanto, o ideal é deixarmos a chama baixa, para que menos gás seja gasto. Deixar a chama alta irá fazer com que a água líquida se transforme em vapor mais rápido do que com a chama baixa. Consequentemente, o nível de água na panela irá abaixar mais rápido, e talvez seja necessária a adição de mais água para manter o nível necessário ao cozimento.

Até o próximo post.

Giulia R.

Publicado em 18/07/2011, em Física e marcado como , , , , . Adicione o link aos favoritos. 1 comentário.

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