Uma panela de de aco inoxidavel e outra de barro foram utiizadas para preparar uma feijoada. Durante o cozimento, o cozinhiro reparou que a feijoada produzida na panela de aço atingiu a temperatura de 100 ^circ C após 20 minutos de cozimento. Na panela de barro, por sua vez, o alimento só atingiu a temperatura de 100 ^circ C após 60 minutos de cozimento. Porque a panela de barro demorou para esquentar? Qual é a principal característica física das panelas que promove essa diferença de cozimento? Qual é a relação da capacidade térmica dos mateiais nesses casos?

Passo 1

Beleza, então o enunciado diz que a feijoada na panela de aço inox chega a 100 °C em 20 min, enquanto na panela de barro leva 60 min. O conteúdo é Termodinâmica (transferência de calor) e o que a gente vai usar é o conceito de capacidade térmica (C = m·c) e também condução de calor (Lei de Fourier).

Passo 2

Primeiro, capta a ideia de capacidade térmica. Sempre que você aquece um corpo, a energia necessária é
Q = C,De
onde
é a massa do corpo,
é o calor específico do material,
é a variação de temperatura.
Quanto maior for , mais energia (e mais tempo) vai demorar pra esquentar a mesma quantidade de °C.

Passo 3

Agora a condução de calor: a taxa de calor que entra por condução é (Lei de Fourier)
Qt = k,A,De
onde
é a condutividade térmica do material,
é a área de contato,
é a espessura da panela,
é o gradiente de temperatura (interior vs. exterior).
O aço tem alto (bom condutor), o barro tem baixo (isolante).

Passo 4

Juntando tudo:
  1. A panela de barro tem calor específico e massa (logo ) maiores do que a de aço, então ela precisa de mais energia pra subir a mesma .
  2. Além disso, o barro tem condutividade térmica menor, o que faz a taxa ser menor, ou seja, aquece mais devagar.

Resposta

A panela de barro demorou mais porque tem maior capacidade térmica ( ç) e menor condutividade ( ç). Assim, ela requer mais energia por grau ( ) e transfere calor mais lentamente ( ).

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