La presión atmosférica es de 101 KPa, lo cual es igual a la presión de vapor saturado del agua a 100 °C. ¿Existe alguna relación entre ellos? ¡

A medida que varía la presión atmosférica, también varía la temperatura del vapor saturado del agua. Por ejemplo, en las mesetas a varios kilómetros de altitud no se puede cocinar el arroz, ya que la temperatura del agua hirviendo es inferior a 100 grados.

La última edición de este mensaje fue realizada por ylb913 el 15-12-2016 a las 12:53. Esta es la definición de 100°C: la temperatura a la cual el agua hierve bajo 1 atmósfera estándar es de 100°C. Si la presión atmosférica real es superior a la presión atmosférica estándar, el agua no hervirá a 100 °C. Por otro lado, si la presión atmosférica es inferior a la presión estándar, el agua hervirá antes de llegar a los 100 °C.

Eso lo sé. Lo que quiero preguntar es: ¿existe una gran relación entre la presión atmosférica en la atmósfera terrestre y el agua? ¡

La presión que tiene el vapor en equilibrio de fase con un sólido o líquido, bajo condiciones cerradas y a una temperatura determinada, se denomina presión de vapor saturado. En un ambiente abierto, la presión de vapor saturado es la presión parcial del gas de esa sustancia en el equilibrio gas-líquido en la superficie del líquido a una determinada temperatura. Por ejemplo, a 30°C, la presión de vapor saturado del agua es de 4245,5 Pa. Es decir, si en un recipiente cerrado solo hay agua, la presión del gas dentro del recipiente a 30°C será de 4245,5 Pa. En cambio, en un ambiente abierto, la presión por encima de la superficie del agua es la presión atmosférica, es decir, 101 KPa. Pero la presión parcial del vapor de agua por encima de esa superficie sigue siendo de 4245,5 Pa; las demás presiones parciales corresponden al aire. Y en la temperatura de 100°C, la presión de vapor saturado del agua es de 101324.72 Pa, lo cual es igual a la presión atmosférica. Esto significa que la presión parcial del vapor de agua en la superficie del agua también es de 101324.72 Pa. No hay otro aire presente, pero como se trata de un sistema abierto, el aire se difunde hacia la superficie del líquido. Por lo tanto, el agua líquida debe seguir evaporándose para mantener la presión parcial del vapor de agua en 101324.72 Pa. Sin embargo, en un sistema abierto, la presión en la superficie del agua no puede ser mayor que la presión atmosférica. Por eso, la temperatura del agua no puede aumentar más; esa temperatura es precisamente el punto de ebullición del agua. Por lo tanto, en la temperatura de ebullición del aire estándar, la presión de vapor saturado de cualquier líquido es igual a la presión atmosférica. La presión de vapor saturado del etanol a 78,3 °C es de 101,33 kPa, que también corresponde a la presión atmosférica. Por lo tanto, los 100 °C que mencionas son simplemente el punto de ebullición del agua a presión atmosférica estándar. Si la presión atmosférica es de 4245,5 Pa, la presión de vapor saturado del agua a 100 °C sigue siendo de 101324,72 Pa. Pero en este caso, el punto de ebullición del agua será de 30 °C. Sin embargo, si se calienta el agua en un recipiente abierto, esta nunca alcanzará los 100 °C.

“Si se calienta el agua con la tapa abierta, nunca alcanzará los 100 °C. Pero si dejo la tetera con la tapa abierta para hervir el agua, ¡puedo hacer que hierva! ¡

Es una pérdida de tiempo hablar tanto contigo. Lo que quiero decir es que, si la presión atmosférica es de 4245.5 Pa…

Hervir no significa necesariamente 100℃

En otras palabras, a la temperatura a la que el agua hierve, la presión de vapor saturado del agua es igual a la presión atmosférica. La razón por la cual crees que existe una relación entre la presión atmosférica y la presión de vapor saturado es porque, cuando calientas el agua en un recipiente abierto, la presión en la superficie del agua no puede ser mayor que la presión atmosférica; esto se debe a que la diferencia de presión entre la atmósfera y el espacio por encima del agua caliente es muy grande. Si se utiliza una olla a presión, al calentarla a 100 °C, la presión dentro de la olla es igual a la presión de vapor saturado del agua, que a su vez es igual a la presión atmosférica. Al seguir aumentando la temperatura, la presión dentro de la olla se vuelve mayor que la presión de vapor saturado del agua (se ignora la pequeña cantidad de aire presente en la olla, cuya presión es despreciable). Volviendo a tu pregunta, la presión atmosférica es de 101 KPa, lo cual es igual a la presión de vapor saturado del agua a 100 °C. Esto se debe a que, a presión atmosférica normal, el punto de ebullición del agua es de 100 °C; por lo tanto, la presión de vapor saturado de cualquier sustancia a esa temperatura es igual a la presión atmosférica. Simplemente porque el agua es la más común, y su punto de ebullición es de 100 °C. En una mezcla de etanol y agua dentro de un recipiente cerrado, a una temperatura determinada, la presión parcial de cada uno de los dos componentes en la fase gaseosa es igual a su presión de vapor saturado a dicha temperatura.