¿Cómo se relaciona la presión de vapor de un líquido con la temperatura?
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La mejor forma de demostrar los principios de la presión de vapor es colocar una tetera en la estufa. Cuando termines la demostración, la comprensión incrementada de este principio químico esencial se puede complementar con una deliciosa taza de té. Mientras calienta el agua, la presión de vapor del líquido incrementa. Cuando la presión de vapor llega a la presión de la atmósfera, el agua comienza a hervir. Vierte el agua en la taza con la bolsa de té y deja que se sumerja un par de minutos. Ese es todo el tiempo que se requiere para aprender sobre la presión de vapor.
Temperatura
La temperatura de un líquido es una medida de la cantidad promedio de energía que poseen las moléculas en ese líquido. Cualquier molécula individual puede poseer significativamente menos energía que el promedio, o significativamente más. Algunas de estas moléculas altamente energéticas pueden escapar del líquido al aire. Esto es el por qué un líquido se evapora incluso si está muy por debajo de su punto de ebullición.
Presión de vapor
Si calientas el líquido en un ambiente cerrado, esas moléculas altamente energéticas que escapan del líquido no están libres para moverse, sino que están atrapadas en el espacio confinado sobre la superficie del líquido. Algunas de ellas reingresan a la fase líquida, mientras que otras escapan simultáneamente de ella. Las moléculas en la fase de vapor ejercen una presión sobre los lados del contenedor. Ésta es la presión de vapor.
Equilibrio
Un líquido que se mantiene una temperatura fija debajo de su punto de ebullición puede llegar a un equilibrio en el que el número de moléculas que escapan sea igual al número de las que reingresan a la fase líquida. Si la temperatura es baja, el número de moléculas en la fase de vapor sobre la superficie será menor cuando este equilibrio se establezca. A una mayor temperatura, existen más moléculas en la fase de vapor en equilibrio. La presión de vapor incrementa según se incrementa la temperatura.
Ebullición
El agua hierve a 212 °F (100 °C) a una presión de atmósfera estándar; hierve a menor temperatura si la presión atmosférica es menor. El punto de ebullición del líquido es la temperatura en la que la presión de vapor es igual a la presión atmosférica. Si quisieras hacer tu taza de té en la punta del monte Everest, tendrías algunos problemas. La presión es mucho más baja a mayor altitud, así que cuando calientas el agua, su presión de vapor se iguala a la presión atmosférica que la rodea a una menor temperatura de lo que lo haría a una altitud más baja y tu té no estaría tan caliente. Necesitas beberlo rápidamente antes de que se enfríe más.
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Referencias
Sobre el autor
Andrew Breslin has been writing professionally since 1994. His articles and op-ed pieces have appeared in the "South Florida Sun Sentinel," "St Paul Pioneer Press," "Detroit Free Press," "Charlotte Observer," “Good Medicine,” and others. He studied molecular biology at Westchester University and frequently writes about science and mathematics.
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