Question

¿Qué hacer?

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 (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 (ºC)                           Presión (Pa)
20                                                    100,000
120                                                    134,112

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2. Convierte T (°C) a °K

Temperatura (ºC)                          Temperatura (ºK)
20
120
220
320
420
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3. Calcula la Presión (Pa) en función de la temperatura en °K

Temperatura (ªC) Temperatura (Pa)
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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.
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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 
                                      100.000 = 293.15 m + n
                                      134.112 = 393.15 m + n
Entonces debemos resolver este sistema de ecuaciones en las incógnitas m y n. Que resulta: m = 0.34112 y  n = 0.000672. Por ende ya tenemos la función lineal
                                      P = 0.34112 T  + 0.000672

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