Curiosidades - Panela de pressão

A água ferve normalmente a 100º C, ao nível do mar e num recipiente aberto. Qualquer que seja o tempo que a água demore para ferver nessas condições, a temperatura continuará a mesma. Se você mantiver alta a chama de gás, depois que a água já estiver fervendo, estará apenas desperdiçando gás. O que estiver dentro da água levará o mesmo tempo para cozinhar. O excesso de calor produzirá apenas a evaporação mais rápida da água. É possível, entretanto, tornar a água mais quente que 100º C, aumentando a pressão. 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 100º C, a água (e o vapor) atinge temperaturas mais altas, cerca de 120º C. Evidentemente a carne, batata e feijão ou qualquer outro alimento cozinham muito mais depressa. Como o vapor exerce uma pressão considerável, as panelas possuem válvulas de segurança que funcionam quando a pressão atingir um ponto perigoso.

Osmose

Fenômeno que permite a passagem do solvente do meio mais diluído para o meio mais concentrado através de uma membrana permeável é denominado osmose.

Assim, para ocorrer osmose, as concentrações das partículas de soluto devem ser diferentes nos dois líquidos.

Curiosidades: Para fazermos carne seca, adicionamos sal à carne. O cloreto de sódio (sal de cozinha) retira a água da carne por osmose , impedindo o crescimento de microorganismos

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Pressão osmótica

Dois líquidos podem aparecer separados por uma membrana semipermeável.

Uma membrana semipermeável é uma barreira fina que permite a passagem de certas espécies atômicas, mas de outras não. Neste caso, ela permite a passagem de moléculas do solvente em ambas as direções, mas é impermeável para partículas de soluto) 

Crioscopia

A Temperatura de início de congelamento do solvente de uma solução É SEMPRE MENOR que a temperatura de início de congelamento do solvente puro. Uma utilidade prática do abaixamento da temperatura de congelamento é a utilização de água e etilenoglicol no radiador de carros de países de clima frio, a mistura pode baixar a temperatura até -35° C, utilizando água pura a temperatura mínima seria de 0°C. A água dos oceanos, é uma solução que contém diversos solutos , dentre os quais o cloreto de sódio. Rios e lagos de água doce também possuem solutos, mas em bem menor concentração . A temperatura de início de congelamento das águas dos oceanos É MENOR que a temperatura de início de congelamento das águas de rios e lagos, mas POR QUE ? Como vimos a temperatura de início de congelamento de qualquer solução é sempre menor que a temperatura de início de congelamento do solvente puro e QUANTO MAIOR A CONCENTRAÇÃO DA SOLUÇÃO, MENOR SUA TEMPERATURA DE INÍCIO DE CONGELAMENTO.Uma utilidade prática do abaixamento da temperatura de congelamento é a utilização de água e etilenoglicol no radiador de carros de países de clima frio, a mistura pode baixar a temperatura até -35° C.

Tonoscopia

Como vimos a pressão de vapor aumenta com o aumento da temperatura. Quando a pressão de vapor se iguala a pressão atmosférica , o líquido entra em ebulição.

Quanto mais volátil o líquido, maior será sua pressão de vapor, assim a pressão de vapor de um líquido indica sua volatilidade.

A pressão de vapor de uma solução a cada temperatura diminui como resultado da presença de um soluto e assim é necessário aquecer a solução a uma temperatura mais alta, a fim de alcançar seu ponto de ebulição

Ou seja, ao adicionar soluto à solução a temperatura de ebulição diminui.

Também denominada de Tonometria, esta propriedade coligativa estuda a diminuição da pressão máxima de vapor de um solvente causada pela adição de um soluto não-volátil. As propriedades coligativas são propriedades que se originam a partir da presença de um soluto não-volátil e um solvente.

A fórmula para o cálculo da Tonoscopia segue abaixo:

Δp = P₂ – P, onde:

P = pressão de vapor da solução
P₂ = pressão de vapor do solvente

Quando um líquido entra para o estado de vapor, estabelece novas interações, sendo que a quantidade de solvente presente nesta nova fase vai determinar a chamada pressão de vapor. A pressão de vapor de uma solução corresponde à quantidade de solvente na fase gasosa e existe uma relação entre o abaixamento da pressão máxima de vapor e o número de mols do soluto presente em uma solução. Levando em conta este conceito podemos estabelecer o seguinte:

Quanto maior for o número de mols do soluto não-volátil na solução, maior será o abaixamento da pressão máxima de vapor.

Sabe-se que toda solução tende a um equilíbrio, e este pode ser atingido se considerarmos a Lei de Raoult: a pressão de vapor de um solvente em uma solução é igual ao produto da pressão de vapor do líquido puro presente nesta solução, se considerarmos a fração molar do líquido. Veja a fórmula que permite calcular esse princípio:

p₂ = p0 • x₂

Onde:

p₂ = pressão de vapor do líquido na solução
p0 = pressão de vapor no líquido puro
x₂ = fração molar do líquido na solução

O cientista francês François Marie Raoult foi o responsável pelo estudo destas propriedades e chegou à fórmula acima.

Ebulioscopia

Ebulioscopia ou Ebuliometria é a propriedade coligativa que estuda a elevação da temperatura de ebulição do solvente em uma solução. Para que um líquido entre em ebulição é necessário aquecê-lo até que a pressão de vapor fique igual à pressão atmosférica, até aí tudo bem, mas quando existem partículas insolúveis em meio ao solvente o processo é dificultado, a Ebulioscopia surge então para explicar este fenômeno.

A fórmula usada para o cálculo é:

Δte = Te2 - Te, onde:

Te = temperatura de ebulição da solução
Te2 = temperatura de ebulição do solvente

Um exemplo de Ebulioscopia surge no preparo do café: quando adicionamos açúcar na água que estava prestes a entrar em ebulição. Os cristais de açúcar antes de serem dissolvidos pelo aquecimento constituem partículas que retardam o ponto de ebulição da água, ou seja, o líquido vai demorar um pouco mais a entrar em ebulição.

Essa propriedade foi estudada pelo cientista francês François Marie Raoult(1830-1901) e seus estudos o levaram à seguinte conclusão:

Quando o ponto de ebulição de um líquido é elevado pela presença de um soluto não volátil, o novo valor é diretamente proporcional ao número de mols da solução. Esta é a relação entre o efeito ebulioscópico e a concentração da solução, mais conhecida como Lei de Raoult.

Curiosidades

As panelas de pressão são projetadas para reter boa parte do vapor de água, aumentando a pressão interna. A água permanece líquida, acima de 100° C e, em virtude da alta temperatura, os alimentos cozinham mais rápido.

A água ferve sem necessidade de aquecimento em grandes altitudes. A 27.000m de altitude, a água entra em ebulição a 0° C.

Quando patinamos no gelo, de fato os patins deslizam sobre uma fina camada de água líquida, essa camada se forma devido à pressão exercida pelas lâminas dos patins, pressão essa que provoca a fusão do gelo.