Definición de ebullición
La ebullición es el proceso de transformar un líquido en gas. La ebullición ocurre cuando la presión de vapor saturado es igual a la presión atmosférica exterior. En esta ocasión, solo hablaremos de la ebullición del agua. La presión de vapor saturado del agua es directamente proporcional a su temperatura: cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la presión de vapor saturado. Al calentar agua, suelen aparecer pequeñas burbujas en el fondo del recipiente. La presencia de burbujas indica un cambio de estado líquido a gaseoso. Si la presión de vapor saturado dentro de la burbuja es menor que la presión atmosférica exterior, la burbuja se encogerá y colapsará antes de llegar a la superficie. El colapso se debe a que la fuerza de empuje del aire exterior es mayor que la del vapor en su interior. La presión atmosférica exterior es mayor que la presión de vapor dentro de la burbuja, por lo que la fuerza del aire exterior es mayor (P = F/A).
A medida que aumenta la temperatura del agua, también aumenta la presión de vapor saturado en la burbuja. Si esta presión es igual o superior a la presión atmosférica exterior, la burbuja aumentará de tamaño y flotará hasta alcanzar la superficie. Al llegar a la superficie, la burbuja estallará y el vapor de agua en su interior se liberará. Se produce un proceso de ebullición. La burbuja crece porque la fuerza de empuje del vapor en su interior es mayor que la del aire exterior.
La presión de vapor dentro de la burbuja es mayor que la presión atmosférica exterior, por lo que el vapor ejerce una fuerza mayor en su interior. A medida que la burbuja crece, el volumen de vapor también aumenta, disminuyendo así su densidad. Debido a esta disminución (la densidad del vapor es menor que la del agua), la burbuja puede flotar en la superficie. Es similar a cuando la madera seca o el corcho flotan en el agua. Estos materiales flotan porque su densidad es menor que la del agua.
Presión de vapor saturado del agua
Según la explicación anterior, podemos afirmar que el proceso de ebullición del agua ocurre cuando la presión de vapor saturado del agua es igual o superior a la presión atmosférica. Por lo tanto, el punto de ebullición del agua depende en gran medida de la presión atmosférica. A menor presión atmosférica, menor es el punto de ebullición. A la inversa, a mayor presión atmosférica, mayor es el punto de ebullición. Generalmente, a mayor altitud sobre el nivel del mar, menor es la presión atmosférica en ese lugar. Por consiguiente, se puede concluir que a mayor altitud sobre el nivel del mar, menor es el punto de ebullición en ese lugar.
El punto de ebullición en la cima de una montaña es más bajo que en la playa. El punto de ebullición en la cima de una montaña es más bajo que en las tierras bajas. El agua calentada en la cima de una montaña hierve más rápido que el agua calentada en la playa. Sin embargo, si cocinas arroz en la cima de una montaña, tardará más en cocinarse porque el punto de ebullición es bajo, por lo que el agua hierve a menor temperatura. Para cocinar rápidamente, se suele usar una olla a presión . Una olla a presión funciona aumentando la presión del aire para que la temperatura del punto de ebullición sea más alta. La temperatura más alta del punto de ebullición hace que el agua hierva a mayor temperatura, por lo que el arroz se ablanda más rápidamente.
