¿Cómo funciona una olla express termodinamica?

La olla a presión es un ejemplo de qué sistema

Con tanta gente buscando nuevas formas de hacer la cena más rápidamente en estos días, es una maravilla que las ollas a presión no sean más populares. Estas ollas reducen radicalmente los tiempos de cocción, haciendo posible cocinar granos enteros, frijoles e incluso guisos que calientan el alma en una noche de semana. Además, las ollas a presión actuales son muy seguras y fáciles de usar.

Una olla a presión se parece a una olla normal, pero tiene una tapa modificada que se cierra sobre una junta de goma para crear un sello. La olla funciona elevando la temperatura del agua hirviendo, lo que acelera el tiempo que se tarda en hervir, guisar o cocer al vapor. Para utilizar una olla a presión, hay que poner los alimentos en la olla con algo de líquido -por lo general, un mínimo de 2 tazas para crear una presión de vapor suficiente. Una vez que se cierra la tapa y se pone la olla a fuego alto, el vapor se desarrolla en la olla y no puede escapar. El vapor atrapado aumenta la presión atmosférica dentro de la olla en 15 libras por pulgada cuadrada (psi), o 15 libras por encima de la presión normal a nivel del mar. Con esa presión, el punto de ebullición del agua aumenta de 212 °F a 250 °F. Esta temperatura más alta es la que cocina los alimentos más rápidamente. Una vez que la olla ha alcanzado la máxima presión, normalmente indicada por un manómetro o una varilla emergente en la tapa, se abre una válvula de escape que deja salir el vapor en un flujo regulado para mantener una temperatura constante dentro de la olla.

Proceso termodinámico de la olla a presión

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Las ollas a presión se encuentran entre los aparatos más ventajosos de cualquier cocina. Los beneficios de las ollas a presión sobre sus parientes cercanos, las ollas lentas, son muchos. Al aplicar presión mientras cocinan son capaces de ayudar a reducir los tiempos de cocción, añadir sabor extra, reducir el calor de la cocina, y reducir los costos de energía. Muchas reseñas de ollas a presión no abarcan lo versátiles que son estos aparatos, ¡y nosotros estamos aquí para aclarar las cosas!

Las ollas a presión son dispositivos sencillos que permiten aumentar la presión, hasta un nivel controlable, de forma que repercute en el punto de ebullición de los líquidos. Esto puede parecer un poco matizado a primera vista, pero le aseguramos que supone una gran diferencia. Tomemos como ejemplo el agua; su punto de ebullición es de 212 grados y ofrece poca capacidad para poder calentarse más allá de esa temperatura. Los científicos se dieron cuenta hace tiempo de que la presión atmosférica influía en los puntos de ebullición. Se dieron cuenta de que hacer té en sus casas de la playa era un proceso mucho más rápido que hacer té en sus retiros de montaña. La razón es la presión de la atmósfera terrestre. A nivel del mar, hay una mayor presión atmosférica que permite que el punto de ebullición sea ligeramente mayor que a mayor altura. Las ollas a presión están diseñadas para magnificar este principio permitiendo que la presión se acumule en su interior mientras se cocina. Esto se hace de forma controlada (con suerte) y libera una cantidad de vapor que depende de los ajustes del usuario. Las presiones más altas significan temperaturas de cocción más altas, lo que significa tiempos de cocción más cortos y muchos otros beneficios.

Por qué las cosas se cocinan más rápido en una olla a presión

En primer lugar, considere una olla con una tapa suelta sobre ella. A medida que aumenta la temperatura, la presión del vapor también se eleva (incluso antes de la ebullición) y el vapor saldrá por debajo de la tapa. Conseguirás temperaturas de cocción superiores a los 100C, pero no mucho, y gran parte de la energía que gastas en la cocción se va al aire en lugar de a los alimentos. Y para colmo de males, la tapa traqueteará en la parte superior de la olla.

Ahora considere la olla a presión. La tapa está bien sellada y bien cerrada. La presión del vapor aumenta con la temperatura como antes, pero ahora no tiene adónde ir; la presión no puede aliviarse empujando la tapa hacia arriba y escapando. La energía que se invierte en calentar los alimentos y el agua se queda en la olla y, en consecuencia, se pueden alcanzar temperaturas más altas dentro de la olla. De hecho, la parte de «presión» de una olla a presión es sólo un efecto secundario de atrapar los gases calientes dentro de la olla; el beneficio real es la mayor temperatura de cocción.

Supongamos que quieres hacer pasta. Para que un trozo de pasta se «cocine» hay que darle una cierta cantidad de energía (depende del tipo de pasta) (también como mencionó anna v Es la energía que cambia los enlaces moleculares lo que resulta en la cocción y cuanto más alta sea la temperatura más rápido). La forma de transferirle esta energía es poniéndola dentro de agua caliente. La elección de la ebullición es en realidad porque cuanto más caliente es el medio más rápida es la transferencia de energía. Estoy bastante seguro de que se puede hacer pasta incluso a una temperatura inferior a 100 oC, pero se necesitará más tiempo.

La olla a presión funciona según qué ley

Denis Papin inventó la olla a presión en 1679, y al ser físico, no debería sorprender que utilizara las leyes de la física para crearla. Entender la olla a presión y su funcionamiento implica conocer el principio llamado Ley de los Gases Ideales.

La Ley de los Gases Ideales toma la presión (P) por el volumen (V) para igualar la cantidad de sustancia (n) y la constante de los gases ideales (R) multiplicada por la temperatura (T). ¿Qué relación tiene esta ecuación con las ollas a presión? Las ollas a presión son dispositivos semi-sellados, que es lo que hace que la Ley de los Gases Ideales funcione. La Ley de los Gases Ideales dice que cuando aumenta la presión, aumenta la temperatura.

Ahora que hemos visto la ley en su conjunto, debemos entender lo que entra en la ecuación en relación con las ollas a presión. En realidad, el volumen, la cantidad de sustancia y la constante de los gases ideales no juegan mucho en las ollas a presión porque las variables permanecen constantes. Por ejemplo, el agua sigue siendo la misma y el volumen no cambia.

Hay que tener en cuenta que si cualquiera de los lados de la ecuación aumenta, el otro lado también lo hace. Anteriormente, utilizamos el ejemplo de que si la presión aumenta, la temperatura aumenta. Sin embargo, también funciona a la inversa. Si la temperatura aumenta, la presión también lo hará. Lo que se hace en un lado, se hace en el otro.

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