Come funziona la pentola a pressione

di Dragut.biz · Marzo 23, 2023

Proseguono gli articoli di Ernesta De Masi sulla “Scienza in cucina”. Questa volta ci dirà come funziona la pentola a pressione. Come di consueto, viene proposto un semplice esperimento che mostra come la temperatura di ebollizione dell’acqua dipenda dalla pressione atmosferica.

In molte case si usa la pentola a pressione per cuocere più rapidamente alimenti che in genere richiedono tempi lunghi di cottura, come per esempio i legumi.

Ma perché la pentola a pressione consente di velocizzare la cottura dei cibi?

Per poter rispondere a questa domanda è necessario chiarire il meccanismo dell’ebollizione.

Sui libri di fisica si legge che l’ebollizione è il passaggio di stato di sostanze dallo stato liquido a quello aeriforme e si precisa che mentre l’evaporazione interessa solo la superficie dei liquidi e può avvenire a qualsiasi temperatura,

Fig. 1 Recipiente trasparente contenente acqua posto su un fornello.

l’ebollizione avviene a temperature ben precise, che dipendono dalla pressione esterna, e interessa tutto il liquido. Inoltre, raggiunta la temperatura di ebollizione, anche se si continua a fornire calore al liquido la temperatura non cambia. Ma per capire in dettaglio quanto si legge nei libri di fisica proviamo ad osservare quanto accade nell’acqua contenuta in un recipiente trasparente, posto su una sorgente di calore (Fig. 1).

Fig. 2 Esperimento che dimostra il legame tra pressione esterna e temperatura di ebollizione.

Piccole bollicine di gas sono presenti anche nell’acqua naturale: basta osservare l’acqua in un bicchiere lasciata per alcune ore. Quando si fornisce calore, aumenta la temperatura e il gas contenuto nelle bollicine si dilata e si può vedere che queste salgono in superficie (spinta di Archimede).

Il gas esercita sulle pareti delle bollicine una pressione che è chiamata tensione di vapore. Questa pressione aumenta all’aumentare della temperatura e, a livello del mare, la tensione di vapore supera la pressione atmosferica esterna a 100 °C. Per tale motivo quando vediamo che le bolle di vapore si rompono in superficie diciamo che “l’acqua bolle e si può calare la pasta, le verdure e altro”. Anche se continuiamo a fornire calore la temperatura dell’acqua resta a 100 °C, quindi, una volta raggiunta l’ebollizione, non è necessario tenere alta la fiamma del fornello ma basta lasciarla ad un livello tale che mantenga costante l’ebollizione.

Si può far bollire l’acqua a temperature inferiori a 100 °C? Certamente. Con materiale che si trova facilmente in casa si può eseguire una semplice prova e far bollire acqua calda ma non bollente.

Si riempie una siringa senza ago da 20 ml per metà di acqua calda ma non bollente (Fig. 2). Con una mano si tira lo stantuffo e con le dita dell’altra mano si chiude l’apertura. Attenzione a non scottarsi: usare guanti! Si possono osservare bolle di vapore che risalgono verso la superficie. Quando si tira lo stantuffo della siringa, nella siringa aumenta il volume a disposizione dell’aria presente, si riduce la pressione dell’aria sull’acqua e le bolle di vapore all’interno dell’acqua risalgono in superficie e si rompono: l’acqua bolle. Per lo stesso motivo in montagna, dove la pressione atmosferica è minore che a livello del mare, l’acqua bolle a temperature inferiori a 100°C.

Nella pentola a pressione la temperatura di ebollizione è maggiore di 100 °C: può arrivare fino a circa 120 °C. La chiusura quasi ermetica della pentola (Fig. 3) impedisce la fuoriuscita del vapore che si accumula all’interno del recipiente, creando un ambiente in cui la pressione è maggiore di quella atmosferica determinando, questo caso, un aumento della temperatura di ebollizione. A temperature maggiori di 100°C si riducono i tempi di cottura.

Le pentole a pressione sono dotate di valvola di sicurezza (in alcuni modelli ne sono presenti due): questa è costituita da un forellino posizionato sul coperchio che viene chiuso da un tappo metallico e da una guarnizione in gomma. La massa di questo tappo deve essere attentamente calibrata affinché si possa muovere verso l’alto grazie alla spinta del vapore interno alla pentola. Raggiunta una certa pressione, questo tappo si alza e permette la fuoriuscita di vapore, liberando la pentola di quello in eccesso e permettendo al dispositivo di ristabilire il giusto livello di pressione. È molto semplice capire quando la pentola ha raggiunto la massima pressione perché viene emesso un tipico fischio e si sente un gorgoglio interno. A questo punto, l’operazione da fare è abbassare il livello della fiamma, in modo tale che si mantenga la temperatura raggiunta e la cottura possa proseguire bene e senza spiacevoli incidenti.

Fig. 3 Descrizione delle parti di una pentola a pressione

Le moderne pentole a pressione sono dotate di valvole di esercizio che servono a selezionare il tipo di cottura. Possono essere diverse nei differenti modelli.

Fig. 4 La valvola di esercizio

Le pentole a pressione attualmente in commercio sono dotate di particolari accessori che le rendono utili per cuocere ogni tipo di alimento e con diverse modalità: dalla cottura a vapore alla preparazione di grigliate, salse, creme e altro.