Question

¿Por qué los alimentos se cuecen más rápido en una olla de presión? En una olla normal con tapa, los alimentos reciben la presión atmosférica (1 atm), y se logra una temperatura máxima de ebullición del agua, 100°C. En una olla de presión, la presión que reciben los alimentos es mayor a la atmosférica (1 atm), a esta se agrega la presión por la acumulación de vapor de agua y el aumento en la temperatura de ebullición de 120°C. En un corto tiempo la presión total equivale a dos atmósferas (2 atm) y se mantiene constante debido a la válvula de seguridad que regula la salida de vapor cuando la presión sobrepasa cierto valor. Es por esto que se logra un cocimiento más rápido y por tanto un ahorro de energía. La gráfica que relaciona la presión y la temperatura de una olla a presión no siempre es una recta, pero en la zona en que funciona normalmente podemos considerar que si lo es.
Al colocar un manómetro en una olla a presión se obtuvieron los siguientes datos:

TEMPERATURA (°C) PRESIÓN (Pa)
20 100,000
120 134, 112

Calcula la Presión (Pa) en función de la temperatura en °K

Temperatura (oK) Presión (Pa)

4. Grafica los datos de la tabla del inciso 3.

5. El funcionamiento de olla de presión es proporcional entre estos valores de presión y temperatura, como el volumen de la olla no cambia, ¿qué ley se puede aplicar para entender su comportamiento? Explica brevemente tu respuesta.

6. Organiza la información y resultados en un archivo, recuerda incorporar el problema, los resultados de las tablas (incisos 2 y 3) con su procedimiento y solución; la gráfica con los resultados obtenidos, así como la pregunta y respuesta del punto 5.

Answer 1

2) Convirtamos la temperatura de Celsius a Kelvin, mediante la siguiente relación
                                           °K = 273.15 + °C

20 °C ----> (273.15 + 20)°K = 293.15 °K
120°C ----> (273.15 + 120)°K = 393.15 °K

3) sea T la temperatura (en °K) y P la presión (en Pa), y supongamos que podemos expresarlas mediante la forma lineal (afin)

P = mT + n

Los datos los ponemos en coordenadas (T, P):
                            (293.15 ; 100) y (393.15 ; 134.112)

Los reemplazamos en la función lineal 
                                      100 = 293.15 m + n
                                      134.112 = 393.15 + n
Entonces debemos resolver este sistema de ecuaciones en las incógnitas m y n. Que resulta: m = 1.225 y  n = -259.038. Por ende ya tenemos la función lineal
                                        P = 1.225 T - 259.038

4. Gráfica dejo el archivo adjunto
5. Es la ley de los gases ideales, cuya fórmula la resume

                                                    PV = n RT
donde
P: es la presión
V: es el volumen
n: número de moles
R: Contante de los gases ideales
T: Temperatura