El punto de ebullición del agua es la temperatura a la cual el agua líquida se convierte en vapor. Este punto es de 100 grados Celsius al nivel del mar.
¿Cuál es el punto de ebullición del agua en la escala Celsius?
La escala Celsius, también conocida como escala centígrada, es ampliamente utilizada en la mayoría de los países. Fue creada por Anders Celsius, un científico y astrónomo sueco. En esta escala, la temperatura se divide en 100 grados, siendo 0º C el punto de congelación del agua y 100º C el punto de ebullición del agua.
Durante el invierno, las temperaturas suelen estar por debajo de 0º C. En cambio, en primavera y verano, las temperaturas aumentan considerablemente, superando los 10º C en la escala Celsius.
¿Cuándo aumenta el punto de ebullición?
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¿Qué pasa si el agua hierve mucho tiempo?
El agua en nuestro planeta puede encontrarse en diferentes estados, uno de ellos es el vapor de agua. Para que el agua pase de su estado líquido al gaseoso, es necesario que se alcance el punto de ebullición. Este punto de ebullición del agua es de 100 ºC, lo que significa que cuando se calienta hasta esta temperatura, comienza a hervir. Durante este proceso, una parte del agua se convierte en vapor y se dispersa en la atmósfera. Sin embargo, no es necesario llegar a la ebullición para que el agua se convierta en vapor. Dependiendo de las condiciones en las que se encuentre, puede aparecer a otras temperaturas. Existen diferentes tipos de vapor de agua, entre otros detalles que se pueden explorar en el ebook gratuito “Agua, bienestar y salud”.
¿Por qué el agua hierve a diferentes temperaturas?
Hoy se celebra el Día Mundial del Agua 2019, una fecha importante para reflexionar sobre la temperatura de ebullición del agua. Aunque se nos ha enseñado que el agua hierve a 100 ºC, esto solo es cierto en ciudades al nivel del mar, donde la presión atmosférica es de 1 atmósfera. Otro factor que influye en la temperatura de ebullición es la presencia de sustancias disueltas en el agua, como sales minerales. Por ejemplo, agregar sal común al agua aumenta su punto de ebullición. Además, la sal también afecta el punto de congelación del agua. Cuanto menor sea la presión atmosférica, menor será la temperatura de ebullición del agua. En el Everest, la temperatura de ebullición es de 86 ºC debido a la alta altitud. Si continuamos con el consumo actual de agua, se espera que en 2050 la mitad de la población sufra escasez de agua. Actualmente, millones de personas carecen de acceso a agua potable y saneamiento seguro, y se espera que estas cifras aumenten en el futuro. Es importante tomar conciencia sobre la importancia de gestionar de manera sostenible este recurso vital.
¿Cómo aumentar el punto de ebullición del agua?
El agua pura tiene un punto de ebullición de 100C, pero este puede aumentar al agregar un soluto como una sal. Una solución generalmente tiene un punto de ebullición más alto que el del disolvente puro.
Ebbing proporciona un tratamiento para la elevación del punto de ebullición. La elevación del punto de ebullición, ΔTb, es una propiedad coligativa de la solución y para soluciones diluidas se encuentra que es proporcional a la concentración molal, cm, de la solución.
ΔTb = Kbcm
Donde Kb se conoce como la constante de elevación del punto de ebullición.
Para elevar el punto de ebullición y reducir el punto de congelación, se pueden fabricar soluciones como el glicol de etileno en los sistemas de refrigeración de automóviles. El glicol de etileno anticongelante protege contra la congelación al reducir el punto de congelación y permite una temperatura de funcionamiento más alta al elevar el punto de ebullición.
También es posible disminuir el punto de congelación mediante la adición de un material disuelto. Se puede consultar una tabla de constantes de elevación del punto de ebullición para obtener más información.
Referencia: Ebbing, Sección 126.
¿Qué es el punto de ebullición y ejemplos?
Fig 1 El agua tiene un punto de ebullición de 100°C en condiciones de presión a nivel del mar. El punto de ebullición es la temperatura en la que un líquido cambia de fase a gas. La ebullición ocurre cuando la presión de vapor de un líquido es igual a la presión atmosférica del gas fuera de él. El punto de ebullición del líquido cambia según la presión exterior. Existe una presión establecida conocida como atmósfera estándar (atm) que determina el punto de ebullición normal de un líquido. Por ejemplo, el punto de ebullición normal del agua es de 100°C cuando la presión atmosférica es de 1 atm. Si la presión atmosférica es menor a 1 atm, el punto de ebullición del líquido disminuirá, como ocurre en altitudes más altas de la Tierra. Por otro lado, si la presión atmosférica es mayor a 1 atm, como en una olla de presión, el punto de ebullición aumentará drásticamente.
Cuando un líquido está experimentando un cambio de fase, su temperatura no aumentará hasta que esté listo. Esto se conoce como calor latente y es común en todos los cambios de fase.
Además de la presión, otros factores que determinan el punto de ebullición son los enlaces, las estructuras y las composiciones de las moléculas. Si las fuerzas intermoleculares en un líquido son relativamente fuertes, el punto de ebullición será alto, mientras que si las fuerzas son débiles, el punto de ebullición será bajo. Por ejemplo, el amoníaco tiene un punto de ebullición muy bajo a -33.34°C, mientras que el mercurio tiene un punto de ebullición de 356.9°C.
¿Que se entiende por punto de ebullición?
Cuando un líquido se calienta, eventualmente alcanza una temperatura en la que la presión del vapor es lo suficientemente alta como para formar burbujas dentro del líquido. A esta temperatura se le llama punto de ebullición. Una vez que el líquido comienza a hervir, la temperatura se mantiene constante hasta que todo el líquido se ha convertido en gas.
El punto de ebullición normal del agua es de 100 grados Celsius a una presión atmosférica. Sin embargo, si intentas cocinar un huevo en agua hirviendo mientras acampas en las Montañas Rocosas a una elevación de 10,000 pies sobre el nivel del mar, descubrirás que requiere más tiempo de cocción, ya que el agua hierve a no más de 90 grados Celsius. No podrás calentar el líquido por encima de esta temperatura a menos que uses una olla a presión. En una olla a presión típica, el agua puede seguir siendo líquida a temperaturas cercanas a los 120 grados Celsius y los alimentos se cocinan en la mitad del tiempo normal.
Para explicar por qué el agua hierve a 90 grados Celsius en las montañas o por qué hierve a 120 grados Celsius en una olla a presión, a pesar de que su punto de ebullición normal es de 100 grados Celsius, primero necesitamos entender por qué los líquidos hierven. Es importante tener en cuenta que un líquido hierve cuando la presión del vapor del gas que escapa del líquido es igual a la presión ejercida en el líquido por su entorno.
El punto de ebullición normal del agua es de 100 grados Celsius porque esta es la temperatura a la cual la presión del vapor del agua es de 760 mmHg o 1 atmósfera. Esto significa que bajo condiciones normales, cuando la presión atmosférica es aproximadamente de 760 mmHg, el agua tiene un punto de ebullición de 100 grados Celsius. A 10,000 pies sobre el nivel del mar, la presión atmosférica es solo de 526 mmHg. A esta presión, el punto de ebullición del agua ocurre a una temperatura de 90 grados Celsius.
Las ollas a presión están equipadas con una válvula que permite que el gas escape cuando la presión dentro de la olla excede un valor fijo. Esta válvula comúnmente tiene un valor fijo de 15 psi, lo que significa que el vapor de agua dentro de la olla debe alcanzar una presión de 2 atmósferas antes de poder escapar. Dado que el agua no alcanza una presión de vapor de 2 atmósferas hasta que alcanza una temperatura de 120 grados Celsius, la temperatura de ebullición dentro del recipiente es de 120 grados Celsius.
¿Qué pasa con el agua a 60 grados?
A 60ºC, el agua hierve a unos 20 kPa de presión y la altura aproximada a la que la presión atmosférica adquiere ese valor es de unos 12000 m sobre el nivel del mar. De modo que a 60ºC, el agua será un líquido si la altura es menor de 12000 m y vapor si la altura es mayor.
Un diagrama de fases es un tipo de gráfico utilizado en química física, ingeniería, mineralogía y ciencia de materiales para mostrar las condiciones de presión, temperatura, volumen, etc. en las que ocurren las fases físicas de una sustancia y coexisten en equilibrio. Los componentes comunes de un diagrama de fases son las líneas de equilibrio o límites de fase, que marcan las condiciones bajo las cuales múltiples fases pueden coexistir en equilibrio. Las transiciones de fase ocurren a lo largo de las líneas de equilibrio. Los puntos triples son puntos en los diagramas de fases donde las líneas de equilibrio se intersectan y marcan las condiciones en las que pueden coexistir tres fases diferentes. Por ejemplo, el diagrama de fases del agua tiene un punto triple correspondiente a la temperatura y presión únicas en las que el agua sólida, líquida y gaseosa pueden coexistir en equilibrio estable (273.16 K y una presión parcial de vapor de 611.657 Pa). El sólido es la temperatura por debajo de la cual la sustancia es estable en estado sólido. El líquido es la temperatura por encima de la cual la sustancia es estable en estado líquido. Puede haber una brecha entre el sólido y el líquido, dentro de la cual la sustancia consiste en una mezcla de cristales y líquido, como una suspensión. Los fluidos de trabajo se clasifican a menudo en función de la forma de su diagrama de fases, como diagramas bidimensionales de presión versus temperatura.
La presión atmosférica varía con la altitud sobre el nivel del mar. La presión del aire sobre el nivel del mar se puede calcular utilizando la fórmula p = 101325 * (1 – 2.25577 * 10^-5 * h)^5.25588, donde p es la presión del aire en pascales y h es la altitud sobre el nivel del mar en metros. Por ejemplo, la presión del aire a una altitud de 10000 m se puede calcular como p = 101325 * (1 – 2.25577 * 10^-5 * 10000)^5.25588 = 26436 Pa = 264 kPa. La tabla proporciona la presión del aire a diferentes altitudes por encima y por debajo del nivel del mar.
Concluir
El punto de ebullición del agua en la escala Celsius es de 100 grados. El punto de ebullición es la temperatura a la cual una sustancia pasa de estado líquido a gaseoso. Ejemplos de puntos de ebullición son el alcohol a 78 grados y el mercurio a 357 grados. El punto de ebullición aumenta cuando se aumenta la presión atmosférica. Si el agua hierve durante mucho tiempo, se evaporará completamente. El agua hierve a diferentes temperaturas debido a la altitud y la presión atmosférica. A 60 grados, el agua está en estado líquido, pero está cerca de su punto de ebullición. Para aumentar el punto de ebullición del agua, se puede agregar sal o azúcar, ya que estos solutos elevan la temperatura de ebullición.
Enlace fuente
https://www.smartick.es/blog/matematicas/medidas-y-datos/grados-celsius-fahrenheit/
https://energyeducation.ca/Enciclopedia_de_Energia/index.php/Punto_de_ebullici%C3%B3n
https://www.cie.unam.mx/~ojs/pub/Liquid3/node8.html
https://www.aguaeden.es/blog/la-magia-del-vapor-de-agua
https://www.retema.es/actualidad/sabias-que-el-agua-no-siempre-hierve-100oc
https://es.quora.com/A-60-C-en-qu%C3%A9-estado-se-encuentra-el-agua
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Chemical/boilpt.html
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