M12S3 - Una ley de los gases


¿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.
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 disminuiría.
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 una cocción más rápida 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 obtuvo el siguiente resultado.


Temperatura (°C)     Presión (Pa)
         25                       101,000

El manómetro es un instrumento de medición para la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados.

2. Convierte T (°C) a K

Temperatura(°C) Temperatura (K)
25°C
298.15k
105°C
378.15k
115°C
388.15k
125°C
398.15k
135°C
408.15k

3. Calcula la Presión (Pa) en función de la temperatura en K

Temperatura(°C)Temperatura (K) Presión (Pa)
25°C
298.15k
101000
105°C
378.15k
128,100.45
115°C
388.15k
131,488.00
125°C
398.15k
134,875.55
135°C
408.15k
138,263.10

P₂ = (378.15k)(101000Pa) / 298.15k = 38193150 / 298.15
P₂ = 128,100.45 Pa

P₂ = (388.15k)(128,100.45Pa) / 378.15 = 49,722,189.66 / 378.15
P₂ = 131,488.00 Pa

P₂ = (398.15k)(131,488.00Pa) / 388.15 = 52,.351,947.2 / 388.15
P₂ = 134,875.55 Pa

P₂= (408.15k)(134,875.55 Pa) / 398.15 = 55,049,455.73 / 398.15
P₂ = 138,263.10 Pa

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.
La ley general de los gases de Gay-Lussac: ya que esta es la que puede explicar el aumento de presión por la temperatura dentro de la olla ya que esta presión es proporcional a mayor temperatura mayor presión y a menor temperatura menor presión.

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