1. Lee el siguiente problema.
¿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 (1atm), y se logra una temperatura máxima de ebullición del agua, 100°C.
Para que el agua hierva a 100°C, el evento se realiza a nivel del mar (1 atm), si el experimento se llevara a cabo a una mayor altitud, tanto la presión atmosférica como el punto de ebullición disminuirían.
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 100°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:
El manómetro es un instrumento de medición para la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados
Temperatura (oC) Presión (Pa)
30 123,000
150 171,688.7679
2. Convierte T (°C) a K
Temperatura (oC) Temperatura (K)
30+273= 303
150+273= 423
250+273= 523
550+273= 823
750+273= 1023
3. Calcula la Presión (Pa) en función de la temperatura en K
Temperatura (k) Temperatura (pa)
30+273=303
150+273=423
250+273=523
550+273=823
750+273=1023
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.
Respuestas
2) Convirtamos la
temperatura de Celsius a Kelvin, mediante la siguiente relación
°K
= 273.15 + °C
30 °C →
(273.15 + 30)°K = 303.15 °K
150°C → (273.15 + 150)°K =
423.15 °K
250°C → (273.15 + 250)°K = 523.15 °K
550°C → (273.15 + 550)°K = 823.15 °K
750 °C → (273.15 + 750)°K = 1023.15 °K
3) La presión (Pa) en función de °K
La presión es proporcional a la temperatura Kelvin, con los datos que tenemos, hacemos lo siguiente:
303.15 °K = 123000 Pa
423.15 °K = 186160 Pa
123000 / 303.15 = 405,740
186160 / 423.15 = 405,738
Para calcular los siguientes valores, utilizamos la proporción que tiene el resultado 405.740, quedando de la siguiente manera:
303.15 °K = 123000 Pa
423.15 °K = 186160 Pa
523.15 °K = 523.15 x 405,740 = 212263 Pa
823.15 °K = 823.15 x 405,740 = 333985 Pa
1023.15 °K = 1023.15 x 405,740 = 415133 Pa
4) La gráfica te la adjunto en jpg
5) La ley que se aplica en el funcionamiento de la olla de presión, es la Ley de Gay-Lussac o ley de los gases ideales, en donde un gas se expande proporcionalmente a su temperatura si la presión se mantiene constante.
Esta dada por la fórmula P1/T1 = P2/T2
Significa que, si aumenta la temperatura, aumenta la presión y si disminuye la temperatura, disminuye la presión.
