Immagine da: Adolphe Ganot, Trattato Elementare di Fisica Sperimentale e Applicata, tradotto da Gemello Gorini, F. Pagnoni Edit., Milano, 1861.

Immagine da: Adolphe Ganot, Trattato Elementare di Fisica Sperimentale e Applicata, tradotto da Gemello Gorini, F. Pagnoni Edit., Milano, 1861.

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Questo tipo di pentola fu inventato nel 1681 da Denis Papin (1647-1710) ed è il primo esemplare di pentola a pressione nella quale, riscaldando acqua, si possono raggiungere temperature ben più alte di 100 °C; questa infatti è la temperatura a cui bolle l'acqua in un recipiente aperto al livello del mare medio, cioè alla pressione di 1,01325 bar. Gli alimenti cotti in una pentola ermeticamente chiusa cuociono dunque meglio, più rapidamente e con minore consumo di energia, pertanto egli la chiamò “digestore”.
Fin dal 1679 Papin aveva scoperto che si potevano ottenere temperature ben più alte di quella dell'ebollizione dell'acqua scaldandola in un recipiente chiuso. Infatti l’acqua evaporata per riscaldamento in un ambiente aperto assume un volume molto più grande rispetto a quello dell’acqua nella sua fase liquida e l'evaporazione porta via energia dall'acqua liquida restante; ma in un ambiente chiuso, il vapore, non potendosi né dilatare né portare via calore, provoca un aumento di pressione che permette all’acqua di raggiungere temperature ben al di sopra dei 100 °C senza iniziare a bollire. A 120 °C si hanno 2 bar. A 180 °C si hanno 10 bar. A 201 °C la pressione del vapore saturo è di 16 bar.
Poi, per evitare una pressione interna eccessiva, che poteva far esplodere il recipiente, Papin lo munì di una valvola di sicurezza, costituita da un foro praticato sul coperchio e tenuto chiuso da una leva caricata da una opportuna massa. La valvola, seppur rudimentale, evitava questo grave inconveniente. Quando la pressione interna supera quella esercitata sulla superficie del foro dal sistema leva-massa, la valvola si apre lasciando sfuggire con continuità il vapore, mantenendo la pressione entro valori non pericolosi e stabilizzando la temperatura.
Alla pressione atmosferica di 1 bar (che corrisponde a 100.000 Pa) l'evaporazione dell'acqua allo stato liquido avviene sulla sua superficie per temperature sopra 0 °C fino a 100 °C; a questa temperatura tutto il liquido diventa superficie di evaporazione con la creazione delle caratteristiche bolle e, pur continuando a fornire calore, la temperatura del liquido resta costante poiché le molecole di vapore portano via l'energia fornita. Ma come si è detto, in un recipiente chiuso, fornendo calore la pressione cresce e le molecole di vapore acqueo per uscire dalla superficie del liquido hanno bisogno di più energia e restano comunque confinate all'interno, in tal modo la temperatura cresce. Inoltre parte delle molecole di vapore rientra nel liquido. Ne deriva che l'ebollizione non avviene e si raggiungono temperature ben più alte di 100 °C. Solo se parte del vapore può fuoriuscire con continuità dalla pentola la pressione e la temperatura si stabilizzano.
Per capire l'utilità della pentola a pressione, oltre all'uso comune, facciamo un esempio: in montagna, dove in genere la pressione ambiente è minore per l'altitudine, l'acqua bolle a temperature inferiori. Sul Monte Bianco a 4810 m, dove la pressione atmosferica è di 0,6 bar, l'acqua bolle a circa 84 °C. Dunque la cottura dei cibi con una normale pentola dà luogo a qualche inconveniente.
Si invita il lettore a consultare sia la pagina del Ganot, sia la sitografia.

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