Física

Por que a pipoca estoura a cerca de 180 °C: vapor preso na casca e uma perna de amido que dá o salto

Publicado em 12/10/2026 · Última alteração em 12/10/2026

Assuntos: Ciência do cotidiano

O grão de pipoca tem água dentro do amido e uma casca (pericarpo) que a segura. Ao passar de 100 °C a água ferve e a pressão sobe, como numa panela de pressão; perto de 180 °C chega à ordem de 10 bar e a casca se rompe. O amido se expande e forma uma perna que, comprimida contra a chapa, joga o grão para o alto.

Pericarpo é a casca do grão, uma camada fina e resistente em volta do amido (o endosperma). Dentro há cerca de 20 mg de água, parte líquida, parte vapor. Em recipiente fechado, a pressão de vapor cresce rápido com a temperatura. Em 2015, Emmanuel Virot e Alexandre Ponomarenko mediram a temperatura em que os grãos estouram, filmaram o salto a 2.900 quadros por segundo e gravaram o estalo com microfone. Com isso trocaram a explicação genérica de pressão interna por números e imagens de um lote de grãos.

Duas vezes maior, oito vezes mais leve

O grão cresce de cerca de 3,1 para 6,5 mm de raio, mas a massa quase não muda (172 ± 30 mg antes, 165 ± 26 mg depois). Por isso a densidade cai de cerca de 1.300 para 160 kg/m³.

A casca como panela de pressão

Os autores tratam o grão como um recipiente fechado: o vapor empurra a casca por dentro até a tensão nela passar da resistência à ruptura, de cerca de 10 MPa (valor da literatura). Com casca de ~160 µm e grão de ~3,1 mm de raio, a pressão crítica sai da ordem de 10 bar, uns 10 atm. Essa pressão é estimada pela espessura e pela resistência, não medida dentro do grão.

Por que sempre perto de 180 °C

A pressão de vapor da água sobe com a temperatura segundo a relação de Clausius–Clapeyron; para ~10 bar ela dá cerca de 180 °C. Como a temperatura depende só do logaritmo da pressão, errar a resistência da casca em 100% muda a temperatura de ruptura em cerca de 15%. Por isso grãos diferentes estouram quase juntos, e o teste no forno mostrou 34% estourados a 170 °C e 96% a 180 °C.

O salto: uma perna de amido

Na filmagem, depois que a casca se rompe e o amido começa a se expandir (6,9 ms), forma-se uma perna que se comprime contra a chapa (13,8 ms) e se solta, lançando o grão (20,7 ms). Não houve movimento durante a saída do vapor, então o salto não é efeito de foguete. A aceleração inicial é de cerca de 200 m/s², bem menor que a de uma pulga.

Como sabemos: câmera, forno e microfone

A temperatura veio de 50 grãos por degrau de 10 °C num forno; o salto, de câmera de alta velocidade com grãos sobre chapa a 350 °C; o som, de microfone a 30 cm sincronizado com outra câmera. Os limites: um lote de uma marca, poucos grãos filmados em detalhe, e a chapa quente difere de uma panela com óleo ou do micro-ondas, com outras condições.

De onde vem o estalo

O som começa a 106 ms, antes de qualquer salto, então não é o choque no chão; e a maioria das fraturas no grão não faz som. Os autores propõem que o vapor liberado excita cavidades dentro do amido, como num ressoador. É uma hipótese razoável, não demonstrada: o som não tem frequência dominante e a sala tinha paredes refletindo ecos.

Como sabemos

Temperatura, pressão, salto e som vêm de um artigo revisado lido na íntegra; o mecanismo do estalo é hipótese dos autores e a pressão de ~10 bar é estimativa.

• Evidência forte: Num forno, 34% dos grãos de pipoca estouraram a 170 °C (17 de 50) e 96% a 180 °C (48 de 50), o que indica uma temperatura crítica bem definida perto de 180 °C. [1] Seção 2, §1
  Contexto: Grãos de micro-ondas de um único lote comercial, aquecidos em forno em degraus de 10 °C por 5 min. · Limitações: Uma marca e um lote; valores de outros estudos, citados pelos autores, ficam entre 177 e 187 °C. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: Acima de 100 °C a água do grão ferve e entra em equilíbrio com sua pressão de vapor, como numa panela de pressão; passada uma pressão crítica, a casca (pericarpo) se rompe. [1] Introdução, §1
  Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Estimativa: Com a casca de cerca de 160 µm de espessura num grão de cerca de 3,1 mm de raio, e resistência à ruptura de cerca de 10 MPa, a pressão crítica estimada pelos autores é da ordem de 10 bar. [1] Tabela 1
  Contexto: Estimativa de ordem de grandeza para um grão aproximado como casca esférica fina. · Limitações: A resistência de cerca de 10 MPa vem de valores da literatura, não de ensaio feito no mesmo grão. 10 bar equivalem a cerca de 9,9 atm (conversão nossa, 1 bar = 0,987 atm). · Ordem de grandeza, não medição direta da pressão dentro do grão. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Estimativa: Antes da explosão, só uma pequena parte (menos de 1 mg) dos cerca de 20 mg de água do grão está como vapor; o resto continua líquido. [1] Seção 2, §3
  Limitações: A proporção vem de cálculo dos autores com a água tratada como gás ideal; o teor de 20 mg é citado da literatura. · Cálculo dos autores, não medição. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: A relação de Clausius–Clapeyron aplicada a ~10 bar dá cerca de 180 °C, e como a temperatura depende só do logaritmo das propriedades do grão, grãos diferentes estouram quase na mesma temperatura. [1] Seção 2, §4
  Contexto: Modelo de recipiente de pressão; vale como ordem de grandeza. · Limitações: O próprio texto chama o resultado de ordem de grandeza consistente, não de previsão exata. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: Ao estourar, o grão fica cerca de duas vezes maior e cerca de oito vezes menos denso. [1] Tabela 1
  Contexto: Médias de 41 medições no mesmo lote de grãos. · Limitações: Razão 1300/160 ≈ 8 e raio 6,5/3,1 ≈ 2 conferidos por nós. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: Filmagens em alta velocidade mostram que, depois da ruptura da casca, o amido forma uma 'perna' que se comprime contra a superfície e, ao se soltar, joga o grão para cima. [1] Seção 3, §1 [3] Corpo
  Contexto: Grão sobre chapa a 350 °C, câmera a 2.900 quadros por segundo. · Limitações: Descrição de caso filmado; a estatística de rotação está no material suplementar do artigo, que não lemos. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: Na filmagem de referência, a ruptura e o início da expansão do amido ocorrem a 6,9 ms, a perna está comprimida a 13,8 ms e o grão salta a 20,7 ms; não há movimento durante a saída do vapor (sem efeito de foguete). [1] Seção 3, §1
  Contexto: Um grão em destaque; tempos de um exemplo, não média. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Estimativa: O salto leva energia de cerca de 20 µJ e aceleração inicial de cerca de 200 m/s², e o grão pode subir de poucos milímetros a vários centímetros. [1] Introdução, §1
  Contexto: Valores estimados a partir de um grão filmado. · Limitações: A energia de ~20 µJ vem de cálculo dos autores a partir das velocidades medidas no quadro. · Estimativa a partir de um caso filmado. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: O salto do grão fica entre dois tipos de sistema: plantas explosivas, que usam fratura, e animais saltadores, que usam músculos; no grão a ruptura dispara o movimento e a perna faz o salto. [1] Resumo
  Limitações: Comparação feita pelos autores; a perna de amido não é músculo, e a analogia é de função. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Hipótese: O estalo da pipoca começa antes de qualquer salto, e por isso não vem do choque com o chão; a hipótese dos autores é que vem da liberação do vapor pressurizado. [1] Seção 4, §3
  Contexto: Gravações sincronizadas de um grão sobre chapa quente, microfone a 30 cm. · Limitações: Hipótese consistente com os dados, não demonstrada; o som não tem frequência dominante e o ambiente tinha ecos. · Os autores propõem o mecanismo como hipótese razoável. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: No registro sincronizado, o estalo começa 6 ms depois da segunda fratura, a 106 ms, e dura cerca de 50 ms, sem frequência dominante. [1] Seção 4, §2
  Contexto: Um grão registrado. · Limitações: A reportagem da Scientific American resume o intervalo como cerca de 100 ms após a abertura do grão; o artigo detalha 100 ms até a segunda fratura e 6 ms até o som. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Interpretação: Em linhagens de pipoca, a espessura e a integridade do pericarpo controlam quando a ruptura ocorre e a simetria da expansão. [4] Discussão
  Contexto: Revisão de literatura dentro de um estudo de genética de linhagens de pipoca. · Limitações: Fonte indireta para este ponto; o estudo é de associação genética, não de mecânica da casca. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: A equipe filmou cerca de 400 grãos, aquecidos um a um, para estudar o salto. [2] Corpo
  Contexto: Descrição dos autores em blog da Royal Society. · Limitações: Conta dos autores à Royal Society; o artigo analisa em detalhe um grão em destaque. · Conferida na fonte (página institucional), conferência automatizada

Fontes

1. Journal of the Royal Society Interface — Popcorn: critical temperature, jump and sound
   Virot, E.; Ponomarenko, A. · 2015 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1098/rsif.2014.1247
2. The Royal Society — The science of popcorn
   Royal Society (blog), com falas de E. Virot e A. Ponomarenko · 2015-02-11 · Divulgação científica · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026
3. Scientific American — Popcorn Physics 101: How a Kernel Pops
   Nuwer, R. · 2015-05-01 · Reportagem · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026
4. Genes (MDPI) — SSR-Based Genetic Diversity, Population Structure, and Marker–Trait Associations for Popping-Related Traits in Popcorn Germplasm
   Yang, L. et al. · 2026-06-12 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.3390/genes17060690

Encontrou um erro? Avise o WikiMundi · Como verificamos