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
após 20 minutos de cozimento. Na panela de barro, por sua vez, o alimento só atingiu a temperatura de
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
onde
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Quanto maior for
Passo 3
Agora a condução de calor: a taxa de calor que entra por condução é (Lei de Fourier)
onde
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O aço tem
Passo 4
Juntando tudo:
- 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 . - 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 (
) e menor condutividade (
). Assim, ela requer mais energia por grau (
) e transfere calor mais lentamente (
).