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Termodinâmica e alimentos

Publicado por 
novaescola
Objetivo(s) 

Analisar e discutir os efeitos da propagação do calor na preparação dos alimentos 

Conteúdo(s) 

Termodinâmica, dilatação dos corpos e transmissão do calor

 

Ano(s) 
Tempo estimado 
3 aulas
Material necessário 
Desenvolvimento 
1ª etapa 

Introdução 
Um bom churrasco é uma refeição que poucos rejeitam. No ponto, bem ou mal passado, esse prato acabou se tornando uma parte da cultura nacional. Originário do Sul do país, disseminou-se para todo o território brasileiro e também para outros países, servindo como causa ou finalidade para inúmeros encontros familiares e fraternais. VEJA faz um balanço das melhores formas de fazê-lo, incluindo algumas técnicas modernas, que podem suscitar uma discussão com a turma a respeito das propriedades calóricas dos alimentos e como elas influem na hora de prepará-los.

Transmissão do calor 
Verifique entre a turma quem gosta de churrasco. Como eles preferem comer a carne? Bem passada, mal passada ou ao ponto? Qual a diferença entre elas? Como se prepara um bom churrasco? Que parte da carne eles acham mais saborosa? Alguém já comeu frutas ou vegetais assados, como batata, cebola, banana ou abacaxi? Questione, então, sobre os conhecimentos físicos envolvidos na preparação do churrasco. Anote as sugestões da classe no quadro, enfatizando que o calor que cozinha os alimentos é o mesmo estudado na Física. Explique que esse será o objeto das próximas atividades.

Divida a classe em grupos e leia a reportagem com eles. Proponha que discutam as seguintes questões: quais são os mecanismos de transmissão do calor envolvidos na preparação do churrasco? É possível falar em calor específico da linguiça ou, nesse caso, seria mais adequado utilizar o conceito de capacidade térmica? Por quê? Qual a relação disso com os cinco erros à grelha apontados na reportagem? Aguarde alguns minutos para que os grupos discutam e registrem suas hipóteses e depois socialize os resultados, pedindo que cada representante relate as conclusões obtidas.

Finalize a aula chamando a atenção dos alunos para o fato de que, na preparação dos alimentos numa churrasqueira, eles podem ficar cozidos ou assados, devido, principalmente, a dois tipos de propagação do calor: por irradiação (do carvão, do fogo de uma churrasqueira a gás ou da chapa quente no equipamento elétrico) e por condução entre as moléculas constituintes da carne. Por esses motivos, a carne deve ficar a certa distância do fogo (para assar sem queimar). Além disso, parte do calor gerado se transmite por convecção do ar em volta da peça de carne. Por isso, a grelha não pode ficar cheia, assim como as prateleiras de uma geladeira, para facilitar esse processo. Já o calor que tosta a "casquinha" da carne é o que se propaga por condução entre o metal da grelha e o alimento que nela esta encostado. Como a condutividade térmica do metal é muito maior que a da carne, a porção em contato com a chapa esquenta mais rapidamente que o miolo, resultando numa superfície grelhada. Também é importante observar que os alimentos têm massas diferentes e são constituídos por diversas substâncias, o que confere capacidade térmica diferente para cada um (conceito mais apropriado que calor específico, nessa situação). Isso se traduz em tempos de cozimento diferentes. Por isso não devemos misturar alimentos distintos e de tamanhos variados no mesmo espeto.

2ª etapa 

Alimentação e energia 
Com os grupos formados, solicite que cada um relacione o que seria um churrasco ideal. Que tipo de carne? Quem comeria salada? Pães, farofa, frutas, arroz etc.? Qual o líquido consumido durante o churrasco: refrigerantes, sucos, água?

Em seguida, distribua a tabela abaixo e peça que todos calculem a quantidade de calorias que cada grupo consumiria nesse churrasco ideal. Para isso, eles devem estimar quantos gramas de cada alimento/bebida cada pessoa ingere e, a partir disso, avaliar o consumo do grupo e o valor calórico correspondente. Proponha, ainda, as seguintes questões: supondo que o churrasco dure duas horas, qual seria a potência consumida pelos grupos de alunos? Quantas lâmpadas de 100 watts poderiam ser mantidas acesas durante essas duas horas com a energia consumida por eles? Sabendo que, enquanto dança, um adolescente consome aproximadamente 7 calorias/minuto, quanto tempo cada aluno deveria dançar para consumir toda a energia ingerida durante o churrasco? Enquanto os grupos trabalham, prepare uma tabela no quadro para que o representante de cada equipe anote os resultados obtidos para cada uma dessas questões. Socialize os resultados e discuta-os, chamando a atenção para a necessidade de uma alimentação saudável e equilibrada.

Para seus alunos 

Alimento e suas calorias

*Valores calóricos aproximados para porções de 100g

Fonte: http://www.pr4.ufrj.br/valor_calorico_dos_alimentos.htm e
http://www.cdof.com.br

 

 

3ª etapa 

Calor e temperatura 
Retome a atividade anterior e a reportagem de VEJA. Peça que os alunos escrevam as temperaturas constantes no texto em Kelvin e Fahrenheit. Depois, proponha o seguinte problema: é possível uma temperatura de -300º F? E de -300º C? E de -300K? Por quê? Aguarde alguns minutos e socialize os resultados com a classe. Em seguida, assinale que, além da transmissão do calor, ocorre também a dilatação térmica das substâncias envolvidas no aquecimento. Com base nas temperaturas indicadas no artigo, em qual das churrasqueiras a grelha deve se dilatar mais?

Após isso, distribua o gráfico abaixo para os grupos e peça que avaliem aproximadamente a dilatação térmica de cada modelo de churrasqueira apresentado. Para tanto, eles devem estimar um tamanho para as churrasqueiras, além de discutir a respeito do material utilizado para confeccioná-las. Apresente o quadro "Mundo Quente" (abaixo) e converse com os alunos sobre a existência de temperaturas bastante elevadas à nossa volta.

Para seus alunos

 Calor é uma barra


 
O gráfico mostra quantos milímetros seriam acrescidos a uma barra de 1 metro de comprimento (de cada um dos materiais) aquecida a 100oC. Os sólidos que melhor se dilatam são os metais, principalmente o chumbo, o zinco e o alumínio. Vidro e porcelana, por outro lado, dilatam-se pouco.

Mundo quente

Embora não percebamos, nosso mundo está cercado de altíssimas temperaturas. A tabela abaixo mostra alguns valores de temperatura bastante elevados para fontes de calor que fazem parte do nosso cotidiano.



A temperatura das lâmpadas incandescentes é aquela atingida pelo filamento metálico em seu interior.

Fonte: Handkook of Elementary Physics, de N.Koshkin e M. Shirkevich; Foreign Languages Publishing House

 

 

 

Créditos:
Gustavo Isaac Killner
Formação:
Professor de física do Colégio Santa Cruz, de São Paulo
Autor Nova Escola

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