Dispositivo de panela de pressão

ETAPA 2 – DIAGRAMA DE FASE

Essa atividade é importante para poder analisar um dispositivo bem comum, a panela de pressão.

A panela de pressão foi inventada pelo físico francês Denis Papin, que publicou em 1861 uma descrição do equipamento, denominando-o digestor. Numa reunião de cientistas da Royal Society, Papin demostrou que o seu invento era capaz de reduzir osso em gelatina comestível.

Sabemos que a agua ferve normalmente a 100º C ao nível do mar e num recipiente aberto. Qualquer que seja o tempo que a agua demore a ferver nessas condições, a temperatura continuara a mesma. O excesso de calor produzirá apenas a evaporação mais rápida da agua.

É possível a agua alcançar temperaturas maiores do que 100 º C?

É possível, contanto que a pressão seja maior do que a pressão de uma atmosfera (Patm=101kPa). É o que fazem as panelas de pressão. Como são recipientes fechados, conservam o calor e a pressão aumenta.

Nessas panelas, em vez de ferver a 100 º C, a agua (e o vapor) atinge temperaturas mais altas, cerca de 120 º C.

Na figura acima, você tem um esquema de uma panela de pressão: ela tem uma tampa, vedada com uma argola de borracha; no centro da tampa há uma válvula, que é mantida fechada por um pino relativamente pesado, mas que pode movimentar-se para cima, permitindo a abertura da válvula; há também uma válvula de segurança, que só abre em situações extremas, quando a válvula central estiver entupida e houver perigo de explosão.

O aumento da pressão faz com que a agua no interior da panela entre em ebulição, a uma temperatura acima de 100 º C. A pressão do vapor d’agua, aumenta até certo limite.

Superado esse limite, ela se torna suficientemente elevada para que o vapor levante o pino da válvula e comece a sair da panela. A partir desse momento, a pressão do vapor se estabiliza porque é controlada pelo escapamento do vapor através da válvula. Em consequência, a temperatura no interior da panela também não aumenta mais.

Passo 1 – ETAPA 2

Determinar a pressão e o volume específico dentro da panela quando á água entrar em ebulição a 120ºC, com auxílio de uma tabela de vapor d’água.

Cálculos

Na tabela B1.1 em Temperatura 120 º C, encontramos a pressão 198,5 kPa, Volume Liquido de 0,001060 m2kg, Volume Gasoso de 0,89186 m2kg