Ebullición es el proceso de cambiar el estado agregado de una sustancia. Cuando hablamos de agua, nos referimos al cambio de líquido a vapor. Es importante tener en cuenta que la ebullición no es la evaporación, que puede ocurrir incluso a temperatura ambiente. Además, no lo confundas con hervir, que es el proceso de calentar el agua a una temperatura determinada. Ahora que entendemos los conceptos, podemos determinar a qué temperatura hierve el agua.
Proceso
El proceso de transformación del estado de agregación de líquido a gaseoso es complejo. Y aunque la gente no lo vea, hay 4 etapas:
- En la primera etapa, se forman pequeñas burbujas en el fondo del recipiente calentado. También se pueden ver en los costados o en la superficie del agua. Se forman debido a la expansión de las burbujas de aire,que siempre se encuentran en las grietas del recipiente donde se calienta el agua.
- En la segunda etapa, aumenta el volumen de las burbujas. Todos ellos comienzan a precipitarse hacia la superficie, ya que en su interior hay vapor saturado, que es más ligero que el agua. Con un aumento en la temperatura de calentamiento, la presión de las burbujas aumenta y son empujadas hacia la superficie debido a la conocida fuerza de Arquímedes. El sonido burbujeante característico se puede escuchar a medida que las burbujas se expanden y encogen continuamente.
- En la tercera etapa, se puede ver una gran cantidad de burbujas en la superficie. Esto inicialmente crea turbidez en el agua. Este proceso se conoce popularmente como "hervir la tecla blanca", y dura poco tiempo.
- En la cuarta etapa, el agua hierve intensamente, aparecen grandes burbujas en la superficie, es posible que salpique. La mayoría de las veces, las salpicaduras significan que el líquido ha alcanzado su temperatura máxima. Empezará a salir vapor del agua.
Se sabe que el agua hierve a una temperatura de 100 grados, lo que solo es posible en la cuarta etapa.
Temperatura del vapor
El vapor es uno de los estados del agua. Cuando entra en el aire, entonces, como otros gases, ejerce una cierta presión sobre él. Durante la vaporización, la temperatura del vapor y del agua permanece constante hasta que todo el líquido cambia su estado de agregación. Este fenómeno puede explicarse por el hecho de que, al hervir, toda la energía se gasta en convertir el agua en vapor.
Al comienzo de la ebullición, unvapor saturado, que después de la evaporación de todo el líquido se seca. Si su temperatura comienza a exceder la temperatura del agua, entonces dicho vapor se sobrecalienta y, en términos de sus características, estará más cerca del gas.
Agua hirviendo con sal
Es interesante saber a qué temperatura hierve el agua con un alto contenido de sal. Se sabe que debería ser mayor debido al contenido de iones Na+ y Cl- en la composición, que ocupan un área entre las moléculas de agua. Esta composición química del agua con sal difiere del líquido fresco habitual.
El hecho es que en el agua salada hay una reacción de hidratación: el proceso de unir moléculas de agua a iones de sal. El vínculo entre las moléculas de agua dulce es más débil que el que se forma durante la hidratación, por lo que el líquido hirviendo con sal disuelta llevará más tiempo. A medida que aumenta la temperatura, las moléculas del agua que contiene sal se mueven más rápido, pero hay menos, por lo que las colisiones entre ellas ocurren con menos frecuencia. Como resultado, se produce menos vapor y, por lo tanto, su presión es más baja que la cabeza de vapor del agua dulce. Por lo tanto, se requiere más energía (temperatura) para la vaporización completa. En promedio, para hervir un litro de agua que contiene 60 gramos de sal, es necesario elevar el punto de ebullición del agua en un 10 % (es decir, en 10 C).
Dependencias de la ebullición de la presión
Se sabe que en las montañas, independientemente de la composición química del agua, el punto de ebullición será más bajo. Esto se debe al hecho de que la presión atmosférica en altitudabajo. Se considera que la presión normal es 101,325 kPa. Con él, el punto de ebullición del agua es de 100 grados centígrados. Pero si escalas una montaña, donde la presión es en promedio de 40 kPa, entonces el agua hervirá allí a 75,88 C. Pero esto no significa que cocinar en las montañas llevará casi la mitad del tiempo. Para el tratamiento térmico de los productos se necesita cierta temperatura.
Se cree que a una altitud de 500 metros sobre el nivel del mar, el agua hierve a 98,3 C, y a una altitud de 3000 metros el punto de ebullición será de 90 C.
Tenga en cuenta que esta ley también funciona en la dirección opuesta. Si se coloca un líquido en un matraz cerrado a través del cual no puede pasar el vapor, a medida que aumenta la temperatura y se forma vapor, la presión en este matraz aumentará y la ebullición a presión elevada ocurrirá a una temperatura más alta. Por ejemplo, a una presión de 490,3 kPa, el punto de ebullición del agua será de 151 C.
Agua destilada hirviendo
El agua destilada es agua purificada sin impurezas. A menudo se utiliza con fines médicos o técnicos. Dado que no hay impurezas en dicha agua, no se usa para cocinar. Es interesante notar que el agua destilada hierve más rápido que el agua dulce ordinaria, pero el punto de ebullición sigue siendo el mismo: 100 grados. Sin embargo, la diferencia en el tiempo de ebullición será mínima, solo una fracción de segundo.
En una tetera
A menudo la gente se preguntaa qué temperatura hierve el agua en el hervidor, ya que son estos dispositivos los que usan para hervir el líquido. Teniendo en cuenta el hecho de que la presión atmosférica en el apartamento es igual a la estándar, y el agua utilizada no contiene sales y otras impurezas que no deberían estar allí, el punto de ebullición también será estándar: 100 grados. Pero si el agua contiene sal, entonces el punto de ebullición, como ya sabemos, será mayor.
Conclusión
Ahora sabe a qué temperatura hierve el agua y cómo la presión atmosférica y la composición del líquido afectan este proceso. No hay nada complicado en esto, y los niños reciben esa información en la escuela. Lo más importante que debe recordar es que a medida que disminuye la presión, el punto de ebullición del líquido también disminuye y, a medida que aumenta, también aumenta.
En Internet puedes encontrar muchas tablas diferentes que indican la dependencia del punto de ebullición de un líquido con la presión atmosférica. Están disponibles para todos y son utilizados activamente por escolares, estudiantes e incluso profesores en institutos.
