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¿Colocar una tapa en una olla afecta la velocidad de ebullición?

En cuanto a la cocina, alguien me dijo una vez: "Si tienes demasiada agua en la olla después de cocinar un plato, sólo tienes que subir el fuego y dejarla hervir sin tapa durante unos minutos".

Ahora he pensado en esto, y hasta donde puedo decir, no debería importar si hay una tapa o no. En ambas situaciones la vasija permanecerá a la misma temperatura (alrededor de 100 grados centígrados), y por lo tanto la cantidad de energía de calor que entra en la vasija será la misma. La tapa puede hacer que algunas gotas de agua se condensen y vuelvan a caer, pero también atrapa el calor y resulta en una mayor tasa de ebullición dentro de la olla, pero la cantidad de agua que sale de la olla en forma de vapor no debería cambiar.

Así que por ese razonamiento parece que no importa. ¿O sí?

EDITORIAL: Por favor, no hablo del tiempo que tarda el agua en alcanzar su punto de ebullición; hablo de la velocidad del vapor de agua que sale de la olla cuando está hirviendo.

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La tapa eleva la presión parcial del vapor de agua, reduciendo la tasa de evaporación. (Obsérvese que esto tiene poco que ver con la presión del "aire", que sólo aumenta ligeramente).

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@SteveJessop Si la cantidad de energía calorífica que entra en la olla es de X unidades/segundo, este valor no cambia considerablemente al añadir la tapa. Una vez alcanzado el equilibrio la temperatura de la olla es constante, por lo que debe haber X unidades/segundo de energía calorífica saliendo de la olla. Esto sólo puede ocurrir por evaporación. Así que creo que es constante.

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El calor también sale de la olla por radiación. Al poner la tapa se eleva la temperatura.

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userLTK Puntos 2881

Cuando se cocina, mantener la tapa de una olla hace algunas cosas si se piensa en ello:

  1. disminuye la circulación de aire de manera significativa por lo que el aire en la olla se mantiene más caliente, esto cocina la comida más rápido.
  2. si está ajustado, debería aumentar la presión del aire.
  3. La tapa de la olla captura la condensación, así que devolverá el agua a lo que estás cocinando. Ese es, creo, el mayor efecto.

No puedo probar eso con la ciencia, es sólo mi observación. Cocino mucho. A menudo, cuando levanto la tapa de un guiso o caldo, la tapa está mojada y goteando. Curiosamente, esto significa que el agua hervirá más rápido con la tapa puesta, pero hervirá más rápido sin la tapa.

* En la presión del aire: Me cuesta creer que, a menos que sea una olla a presión, esto sería un aumento significativo, ya que la presión del aire es de 14,4 libras por pulgada cuadrada y ¿cuánto pesa la tapa promedio - una libra? Pero también podría haber una pequeña disminución de la presión (er, creo), similar a la del ascensor de papel de Bernouli.

El hervor del agua crea una dirección de viento de lo que está arrullando a través de la olla y esa dirección de viento debería disminuir la presión del aire, pero ese efecto probablemente también sería pequeño. Tal vez, el punto de ebullición - sin tapa podría ser 98 grados C y con tapa, 101 grados C - es una suposición, pero no debería ser una gran diferencia, creo.

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La presión de aire de 14,4 psi es sólo la presión de la atmósfera - no está dirigida a levantar la tapa, pero la presión añadida por el calor sí lo haría, y levantará una tapa, pero no por la presión ambiental de 14,4.

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@Dronz Creo que userLTK está tratando de decir que la presión adicional sobre el gas en la olla sólo sería alrededor de 1 lb / (SA de la tapa) antes de que la tapa vuela, que es marginal en comparación con el preexistente 14,4 psi atmosférica

3 votos

Sólo como referencia aquí: 1 atmósfera adicional de presión eleva el punto de ebullición del agua en ~ 20 C. La presión para levantar una tapa de 1 lb 8" es de 0,0013 atm, lo que da unos 0,027 K de elevación del punto de ebullición. (Y esto sólo es relevante si la tapa no tiene fugas o se levanta por uno de los bordes, lo que hace que la presión se libere antes).

4voto

Matthew Puntos 1469

Este es el tipo de pregunta que se responde fácilmente haciendo la actividad en cuestión en lugar de mirarla y rascarse la cabeza. Y cuando realmente calientas el agua encontrarás que sí, el tiempo para pasar de la temperatura ambiente (por ejemplo) a la ebullición es más corto con la tapa de la olla - y notablemente más corto - que sin ella.

Además, cuando se hace esto con una tapa que no se ajusta bien, sino que se apoya en el borde de la olla, se verá que es mucho más fácil girar la tapa de la olla cuando el agua está hirviendo. Durante la ebullición verán (y oirán) el traqueteo de la tapa al subir muy ligeramente y al bajar. El vapor hace un trabajo mecánico para levantar la tapa. Ahora veamos a James Watt.

1 votos

Estoy de acuerdo en que hacer un experimento o dos es bastante fácil en este caso y, estrictamente hablando, responderá a la pregunta en cuestión. No hace mucho para promover la comprensión de la transferencia de calor, la termodinámica y la "física" general del problema.

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@user3823992 tampoco la mayoría de las otras respuestas para ser sinceros, y muchos de los que responden parecen igualmente desconocer el comportamiento común de las ollas de la vida real.

0 votos

El PO reconoce que el tiempo de ebullición será más rápido. La pregunta es sobre la rapidez con la que se agota el agua, teniendo en cuenta que con una tapa parte (¿la mayor parte?) del vapor se condensará en la tapa y volverá a gotear.

4voto

El truco está aquí en la temperatura de la olla.

Como sabes, la evaporación no requiere hervir a 100°C: si no, las toallas sólo se secarían en un horno, y por lo que sé, nadie seca toallas en sus hornos. En cambio, depende de la presión parcial del vapor de agua cerca de la superficie del agua (como mencionó Hot Licks).

  • Si la tapa está en la olla, la presión parcial del vapor de agua bajo la tapa es aproximadamente igual a la presión atmosférica (ligeramente más alta).
  • Si se quita la tapa, la presión parcial del vapor de agua sobre el agua es por aproximación igual a la presión parcial en su cocina (especialmente si tiene un flujo constante de aire "fresco").
  • Con una presión parcial de vapor de agua más baja, el líquido comenzará a evaporarse más fácilmente. Esto reducirá la temperatura del agua evaporada significativamente la entalpía de la evaporación es órdenes de magnitud más que la capacidad de calor del agua!
  • Con una temperatura más baja, tanto las pérdidas de calor debidas a la convección como a la evaporación en las paredes de la olla disminuirán, y la fuente de calor podrá transferir el calor de manera más eficiente.

Así que básicamente, con una tapa, la evaporación es el "último recurso" para mantener el agua a 100°C, si la pérdida de calor "normal" no puede soportar todo el calor entrante; sin una tapa, la evaporación se convierte en la principal forma de perder el calor entrante.

Aunque, por supuesto, desafío a la OP a verificar esto con experimento que es, después de todo, el núcleo de la ciencia . ¿Quién sabe que esto es sólo una leyenda urbana, y que tu agua se evaporará más rápido con una tapa?

3voto

accipehoc Puntos 8

En cuanto a la cocina, alguien me dijo una vez: "Si tienes demasiada agua en la olla después de cocinar un plato, sólo tienes que subir el fuego y dejarla hervir sin tapa durante unos minutos".

Ese conocido tenía toda la razón. Hay varias maneras de engañar y espesar rápidamente una salsa, pero (a) esto es hacer trampa, y (b) la salsa no sabe tan bien. Reducir la salsa es lo que hacen los mejores cocineros.

Saber cuándo y cuándo no usar una tapa es el curso básico de cocina. Presumiblemente puedes cocinar arroz. Nunca cocinarías el arroz sin una tapa, ¿verdad? (En realidad, puedes cocinar arroz sin tapa, pero esto va más allá de Cocina 101.)

Saber cómo reducir correctamente una salsa va un poco más allá de la Cocina 101. Básicamente, subes el fuego y revuelves. Revuelva con frecuencia.

Así que por ese razonamiento parece que no importa. ¿O sí?

A modo de analogía, supongamos que vas a un hotel o visitas a un amigo en el lejano norte que parece pensar que 60 Fahrenheit (15 Celsius) es una temperatura cómoda para dormir. ¿Vas a usar una manta, o dirás que no importa y dormirás como un comando? ¿O sí? Es una pregunta retórica. Por supuesto que importa.

Importa aún más con la cocina.

Actualización

La razón por la que el uso de una tapa (o no) importa más en la cocina es doble. Miraré esto en el contexto de la pregunta planteada en el título del hilo,

¿Colocar una tapa en una olla afecta la velocidad de ebullición?

Fíjese bien: Esta es la pregunta equivocada con respecto al cuerpo de la pregunta. Llegaré a eso más tarde. La respuesta a la pregunta planteada en el título de la pregunta es "sí".

Algunas de las respuestas han planteado que la tapa eleva el punto de ebullición. Este efecto es marginal. La ecuación de Clausius-Clapeyron describe la relación entre la presión, la temperatura y la presión de vaporización de un líquido:

$$ \frac {d \ln p}{dT} = \frac { \Delta H_ \text {vap}}{RT^2}$$

Al nivel del mar, el agua hierve a 373,15 K y tiene un calor de evaporación de 40,657 kJ/mol a esa temperatura. Al linealizar la ecuación de Clausius-Clapeyron se obtiene un 0,2848 kelvin de aumento en el punto de ebullición por cada uno por ciento de aumento de la presión . A menos que uno esté usando una tapa que se sujeta con abrazaderas, este es un pequeño efecto. Una tapa pesada podría aumentar la presión dentro de la olla en unas pocas fracciones de un por ciento. Esto es, en el mejor de los casos, un pequeño efecto secundario del uso de una tapa.

Los efectos primarios del uso de una tapa son reducir drásticamente la transferencia de calor convectivo del vapor/vapor a la atmósfera y reducir drásticamente la vaporización del agua. En igualdad de condiciones (misma olla, misma temperatura, misma cantidad de agua), una olla de agua hirviendo cubierta con una tapa tendrá una velocidad de ebullición mayor que una olla de agua hirviendo descubierta. Parte del calor suministrado a la olla descubierta se destina a contrarrestar el aumento de la tasa de transferencia de calor debido a la vaporización y la convección.

Se puede ver este efecto si se tienen ollas con tapa de vidrio. Cubre la olla, pon un poco de agua a hervir vigorosamente y quita la tapa. La velocidad de ebullición disminuirá una vez que se quite la tapa. Si reduces el calor a fuego lento antes de quitar la tapa, el efecto es aún más dramático: El agua deja de hervir. Otra forma de ver estos efectos es cronometrar el tiempo que tarda en hervir una olla de agua cubierta o descubierta.

Ya lo he mencionado. que esta es la pregunta equivocada. El consejo que se le dio al interrogador no fue sobre la tasa de ebullición. Se trataba de aumentar la tasa de evaporación para un plato que tiene un poco de exceso de líquido al final de la cocción. Presumiblemente el consejo fue para un plato cocinado a fuego lento. Muy poco vapor de agua escapa de la olla o la cacerola mientras está tapada. La mayor parte del vapor de agua creado al hervir a fuego lento se condensa en el interior de la tapa y pronto vuelve a unirse al plato. El gas debajo de la tapa es mayormente vapor de agua cerca del punto de ebullición. Hay muy poca evaporación de los alimentos.

Al quitar la tapa se expone la comida al aire a una humedad absoluta mucho más baja. Toda la superficie se evapora, y el vapor es rápidamente arrastrado. Asumiendo que no hay cambios en el control de la temperatura, la velocidad de escape del agua aumenta significativamente aunque la velocidad de ebullición haya disminuido.

Nótese que se dio exactamente el mismo consejo al interrogador aquí en el sitio de intercambio de cocinas .

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Esto parece un tutorial sobre la elaboración de salsas y una historia sobre una acampada más que una respuesta a la pregunta.

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@CaptainCodeman - He actualizado la respuesta. Esta es la respuesta a la pregunta. Hay un problema con la pregunta en sí: El OP hizo la pregunta equivocada. La razón para quitar la tapa tiene poco que ver con la tasa de ebullición.

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Todavía no se explica por qué la colocación de una tapa aumenta la tasa de evaporación total. Yo diría que no importa: La misma cantidad de energía térmica entra en el sistema, y la única forma de que salga es a través de la evaporación, por lo que ésta debe ser también constante.

2voto

Adolf Erdmann Puntos 11

Si quieres ser técnico, mira las tablas de vapor como las que se encuentran en: http://www.engineeringtoolbox.com/saturated-steam-properties-d_273.html

Poner la tapa en la olla aumentará ligeramente la presión dentro de la olla, por lo tanto el punto de ebullición se elevará. El vapor generado estará bajo una presión algo mayor. Cuando esto ocurra, el calor latente necesario para generar una libra de vapor bajará. Esto significa que en realidad se generarán más libras de vapor con la misma cantidad de calor en el punto de ebullición. Pero se necesitará más calor para elevar la temperatura del agua hasta el punto de ebullición, lo que compensa la menor necesidad de calor latente. Así que parecería que en realidad se generaría menos vapor con la tapa puesta, a menos que se aumente la presión y la temperatura extremadamente alta, entonces las cosas cambian drásticamente. Pero ese es otro tema.

Con las ollas normales, creo que las diferencias son insignificantes. Las ollas a presión, por otro lado, cocinan los alimentos más rápido debido a la temperatura más alta (punto de ebullición) dentro de la olla. Por supuesto, cuando la temperatura dentro de la olla es más alta, menos calor entrará en la olla debido a la menor diferencia de temperatura entre la olla de la hormiga de fuego.

Además, me han dicho que nunca debes vigilar una olla o no hervirá.

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