A cerâmica é resistente ao calor?

A cerâmica está presente em todo o lado na vida quotidiana. A nossa vida quotidiana não pode ser separada da porcelana, dos produtos de barro, dos utensílios de mesa de cerâmica, das panelas de cerâmica e de outras cerâmicas de uso diário. No entanto, muitas pessoas podem não compreender a resistência ao calor das cerâmicas quando as utilizam.

Devido às suas propriedades físicas e químicas especiais, de facto, a cerâmica tem uma grande resistência ao calor, especialmente para utilização em condições de alta temperatura. Naturalmente, isto não significa ser "ilimitado"; pelo contrário, uma compreensão correta das caraterísticas de resistência ao calor da cerâmica na aplicação torná-la-á uma melhor aplicação, prolongando o tempo de serviço.

Em seguida, falamos sobre a resistência ao calor das cerâmicas no terreno profissional e analisamos as caraterísticas termodinâmicas da utilização diária das cerâmicas.

Estrutura básica e resistência ao calor dos materiais cerâmicos

A cerâmica é um tipo de material sólido feito de materiais inorgânicos não metálicos, a composição principal comum da cerâmica inclui óxidos, nitretos, silicatos, entre outros. As suas principais caraterísticas são: tem uma estrutura dura, é resistente à corrosão, ao desgaste e resiste muito bem à temperatura. A capacidade da cerâmica de resistir à temperatura está intimamente ligada à sua microestrutura, especialmente às propriedades físicas como a estrutura cristalina, o coeficiente de expansão térmica e a condutividade térmica.

Estrutura cristalina e resistência ao calor

A maioria dos materiais cerâmicos deve a sua resistência ao calor às propriedades da sua estrutura cristalina. As estruturas cristalinas das cerâmicas são normalmente compactas e estáveis; isto torna-as resistentes ao movimento molecular e às alterações estruturais devidas a temperaturas elevadas. Por exemplo, a alumina, Al₂O₃
O ácido sulfúrico tem uma estrutura cristalina muito estável, o que lhe permite manter as suas propriedades físicas durante longos períodos a alta temperatura e é amplamente utilizado em equipamento industrial que resiste a altas temperaturas.

Baixo coeficiente de expansão térmica

Os materiais cerâmicos têm um coeficiente de expansão térmica relativamente baixo, o que significa que não sofrem alterações dimensionais extremas com o calor ou o arrefecimento. Em condições de grandes diferenças de temperatura, as caraterísticas de baixa expansão térmica da cerâmica significam que, ao contrário dos materiais metálicos, não sofre deformação por esforço térmico ou fratura. É por isso que os utensílios de cerâmica podem manter a sua forma durante o aquecimento e arrefecimento frequentes.

Ponto de fusão elevado e estabilidade térmica

O ponto de fusão das cerâmicas é normalmente muito elevado, o que constitui também a base da resistência das cerâmicas a altas temperaturas. Tomando a porcelana comum como exemplo, o seu ponto de fusão é geralmente superior a 1200°C, enquanto o ponto de fusão da alumina é mais elevado, atingindo cerca de 2050°
C. Devido ao elevado ponto de fusão das cerâmicas, estas não derretem a altas temperaturas nem alteram a sua morfologia, especialmente em cozinhados a altas temperaturas ou em ambientes industriais.

Condutividade térmica e uniformidade térmica

A condutividade térmica da cerâmica é mais baixa, pelo que transfere o calor lentamente. Na cerâmica doméstica, com baixa condutividade térmica, é possível manter a conservação do calor durante um período de tempo mais longo e manter a temperatura dos alimentos. Esta propriedade também permite que a cerâmica evite que os alimentos se destruam demasiado depressa devido a demasiado calor.

Aplicação prática da cerâmica doméstica: Desempenho em ambientes de alta temperatura

Devido à excelente resistência ao calor da cerâmica, um grande número de produtos cerâmicos é utilizado para transportar objectos a altas temperaturas na vida quotidiana. Vejamos algumas aplicações práticas de produtos cerâmicos de uso quotidiano:

Louça de cerâmica

A loiça de cerâmica é geralmente feita de porcelana ou cerâmica cozida a alta temperatura, que pode facilmente resistir às altas temperaturas do uso quotidiano, como água quente, sopas quentes e pratos quentes. A porcelana diária é normalmente cozida a uma temperatura elevada, superior a 1200°C. Após o tratamento a alta temperatura, a sua estrutura molecular é muito estável e não será deformada nem libertará substâncias nocivas devido ao contacto com sopa quente ou alimentos a alta temperatura quando utilizada.

Utensílios de cozinha em cerâmica

Os utensílios de cozinha em cerâmica têm a capacidade de transferir uniformemente o calor, não só sendo adequados para cozer ou refogar a alta temperatura, mas também para suportar temperaturas elevadas numa determinada gama de temperaturas sem qualquer dano. A baixa condutividade térmica da cerâmica significa que aquece mais lentamente, mas distribui o calor uniformemente e durante longos períodos. Ao contrário dos utensílios de cozinha de metal, os utensílios de cozinha de cerâmica mantêm-se quentes durante mais tempo a altas temperaturas, o que ajuda na cozedura lenta.

Bakeware de cerâmica

As temperaturas elevadas, normalmente superiores a 200°C, também se mantêm estáveis quando se trata de pratos e taças de cerâmica para cozer. A resistência ao calor num forno de cerâmica é bastante importante na medida em que distribui o calor de forma igual e mantém os alimentos húmidos, evitando assim que se queimem com o calor extremo.

Louça de cerâmica para chá

Os utensílios de cerâmica para chá e café podem manter eficazmente a temperatura das bebidas devido à sua boa estabilidade térmica. A superfície cerâmica pode dissipar lentamente o calor, tornando a temperatura do chá e do café mais estável, e não afectará o sabor devido às flutuações de temperatura.

Precauções para a utilização diária de cerâmica

Embora a resistência ao calor dos materiais cerâmicos seja boa, durante a utilização, é necessário prestar atenção aos seguintes pontos para evitar que o produto cerâmico seja danificado por um funcionamento incorreto.

Evitar mudanças bruscas de temperatura

Embora as cerâmicas possam permanecer estáveis a temperaturas elevadas, o efeito de choque térmico pode provocar fissuras ou fendas nas cerâmicas em caso de mudanças de temperatura acentuadas. Por exemplo, colocar talheres de cerâmica do forno diretamente em água fria pode fazer com que a temperatura mude demasiado depressa e se parta. Quando se utiliza cerâmica, devem ser evitadas diferenças extremas de frio e calor.

Dominar os limites de resistência ao calor da louça cerâmica

Cada produto cerâmico tem o seu limite de resistência ao calor, que deve ser evitado aquando da sua utilização. Embora a cerâmica possa suportar temperaturas elevadas, as temperaturas excessivas podem causar danos em alguns materiais durante uma utilização prolongada. Por conseguinte, ao cozer ou cozinhar, é importante conhecer a gama de temperaturas aplicáveis aos produtos cerâmicos.

Verificar regularmente a superfície cerâmica

Os produtos cerâmicos utilizados com frequência, especialmente os utensílios de mesa e de cozinha, podem apresentar fissuras ou defeitos na superfície. As fissuras não só afectam o aspeto da cerâmica, como também podem reduzir a resistência ao calor da cerâmica, pelo que se deve verificar regularmente e evitar continuar a utilizar produtos cerâmicos com fissuras ou danificados.

Limpeza e manutenção adequadas

Ao limpar produtos cerâmicos, evite utilizar utensílios de limpeza demasiado duros. A superfície da cerâmica é normalmente lisa, se for utilizada durante muito tempo uma escova dura ou uma bola de aço para a limpeza, pode riscar a superfície, afectando a sua estabilidade térmica. Recomenda-se a utilização de um pano macio e de um agente de limpeza suave.

Resumo

Devido ao seu elevado ponto de fusão, baixo coeficiente de expansão térmica e boa estabilidade térmica, a cerâmica tornou-se o material ideal resistente a altas temperaturas na vida quotidiana. Na cozinha e na mesa, a cerâmica pode suportar as necessidades de cozedura a alta temperatura, mantendo um excelente desempenho. No entanto, a cerâmica também tem certas limitações, especialmente a sensibilidade a mudanças bruscas de temperatura, pelo que, ao utilizar produtos cerâmicos, devemos ter atenção para evitar mudanças rápidas de temperatura e verificar regularmente a integridade do aparelho.

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