La ebullición es el cambio del estado líquido al gaseoso. Ocurre cuando una porción de líquido, bajo una presión dada, recibe calor y alcanza una cierta temperatura.

La cantidad de calor que el cuerpo debe recibir para transformarse completamente en vapor depende de su sustancia constituyente.

Una sustancia líquida no tiene una forma definida, asumiendo la forma del recipiente que la contiene.

Al ser prácticamente incomprensible, tiene una fuerza cohesiva entre las partículas que lo constituyen.

Para pasar al estado gaseoso, la sustancia debe recibir calor. Este aumento de energía hará que las moléculas vibren más intensamente, aumentando la distancia entre ellas.

De esta manera, la fuerza cohesiva se vuelve prácticamente inexistente. El cuerpo en este estado no tiene forma o volumen definidos.

Los géiseres son ejemplos de ebullición que ocurre con aguas subterráneas ubicadas en regiones volcánicas. Magma calienta el agua y cuando alcanza cierta temperatura comienza a cambiar de estado.

El vapor ocupa un volumen mayor, aumentando la presión en la cavidad subterránea. Como resultado, una mezcla de vapor y líquido es expulsada a la superficie a través de pequeñas grietas.

Viejo géiser fiel en el parque de Yellowstone, Estados Unidos

Características de ebullición

Un líquido hierve siguiendo el siguiente patrón:

  • Manteniendo la presión constante, la temperatura durante todo el proceso de ebullición permanecerá constante.
  • La cantidad de calor por unidad de masa requerida para que un líquido se convierta completamente en vapor se denomina calor de vaporización latente. Su valor depende de la sustancia que forma el líquido.
  • La temperatura a la que hierve cada sustancia está bien determinada y se denomina punto de ebullición.

Consejo: Cuando cocinamos algo de comida, es interesante bajar el fuego cuando el agua comienza a hervir. Como la temperatura permanece constante durante todo el proceso de ebullición, el tiempo de cocción será el mismo con calor alto o bajo calor. De esta forma ahorramos gas y el medio ambiente gracias.

Cantidad de calor latente

La cantidad de calor que un líquido debe recibir para convertirse en vapor depende del valor del calor latente de vaporización y su masa.

A continuación se muestra el valor del calor latente de vaporización de algunas sustancias:

Formula

Para calcular la cantidad de calor requerida para que un líquido cambie de estado, utilizamos la siguiente fórmula:

Donde

Qv: cantidad de calor (lima)
m: masa (g)
Lv: calor latente de vaporización (cal / g)

Ejemplo:

¿Cuánto calor necesita 100 g de etanol para hervir y convertirse completamente en vapor?

Qv = 100. 204 = 204,000 cal

Temperatura de ebullición

La temperatura a la cual un cuerpo está hirviendo depende de su componente y de la presión a la que está sometido.

El punto de ebullición de las sustancias se determina en el laboratorio. Por ejemplo, el punto de ebullición del agua, sometido a 1 atmósfera, es de 100 ° C. El hierro es 2800 ºC, mientras que el hidrógeno es – 252.8 ºC.

Para la temperatura de cambio de fase de otras sustancias, lea también el punto de ebullición.

Cuanto menor es la presión a la que está sometido un cuerpo, menor es su punto de ebullición. Esto hace que sea mucho más largo en ciudades con grandes altitudes cocinar alimentos.

Para cocinar alimentos más rápido, utilizamos ollas a presión. Este tipo de bandeja utiliza un sistema de sellado que hace que la presión dentro de ella sea mayor que la presión atmosférica.

Una presión más alta hace que el punto de ebullición también sea más alto. En el caso del agua, hervirá a una temperatura que puede alcanzar los 120 ° C, reduciendo el tiempo de cocción.

Cambios de fase

El cambio del estado líquido al gaseoso generalmente se denomina vaporización.porque incluye, además de ebullición, otros dos procesos: evaporación y calefaccion.

La evaporación ocurre gradualmente y no necesita alcanzar una temperatura específica para ocurrir. El calentamiento ocurre cuando colocamos el líquido en una superficie que está por encima de su punto de ebullición.

Todavía hay otros procesos de cambio de estado. Son ellos:

En el siguiente diagrama representamos los tres estados físicos de la materia. y los cambios de estado respectivos:

Para obtener más información, lea también Estados físicos del agua.

Ejercicios

Enem – 1999

El texto debe usarse para las siguientes dos preguntas.

La olla a presión permite que los alimentos se cocinen en agua mucho más rápido que en los utensilios de cocina convencionales. Su cubierta tiene una goma de sellado que no deja escapar el vapor, excepto a través de un orificio central en el que descansa un peso que controla la presión. Cuando está en uso, se desarrolla una alta presión en el interior. Para su funcionamiento seguro, es necesario observar la limpieza del orificio central y la existencia de una válvula de seguridad, normalmente ubicada en la tapa.

El diagrama de la olla a presión y el diagrama de la fase de agua se presentan a continuación.

1) La ventaja de usar una olla a presión es la velocidad para cocinar alimentos y esto se debe a

a) la presión en el interior, que es igual a la presión externa.
b) la temperatura interior, que está por encima de la temperatura de ebullición del agua en el lugar.
c) la cantidad de calor adicional que se transfiere a la sartén.
d) la cantidad de vapor que libera la válvula.
e) el grosor de su pared, que es mayor que el de las sartenes ordinarias.

2) Si, por economía, bajamos el calor bajo una olla a presión tan pronto como el vapor comience a salir de la válvula, simplemente para mantener la ebullición, el tiempo de cocción

a) será más grande porque la sartén se "enfría".
b) será más pequeño a medida que disminuye la pérdida de agua.
c) será mayor a medida que disminuya la presión.
d) será mayor a medida que disminuya la evaporación.
e) no se cambiará ya que la temperatura no varía.