"Tras cada hombre viviente se encuentran treinta fantasmas, pues tal es la proporción numérica con que los muertos superan a los vivos. Desde el alba de los tiempos, aproximadamente cien mil millones de seres humanos han transitado por el planeta Tierra. Y es en verdad un número interesante, pues por curiosa coincidencia hay aproximadamente cien mil millones de estrellas en nuestro universo local, la Vía Láctea. Así, por cada hombre que jamás ha vivido, luce una estrella en ese Universo." Arthur C. Clarke

miércoles, 23 de enero de 2008

¿A qué temperatura hierve el agua?

La pregunta es sencilla y todos creemos saberla: el agua hierve a 100ºC, ¿no? Pues esta respuesta es incorrecta, o hablando con más propiedad, es incompleta. La respuesta correcta sería que el agua sometida a una presión de una atmósfera hierve a una temperatura de 100ºC. Y la respuesta “más correcta” sería que cualquier líquido hierve a la temperatura en la que el vapor saturado de líquido está a la misma presión que la del entorno en el que está el líquido. Puede parecer, en principio, un poco galimatías, pero voy a intentar explicarlo. O por lo menos describir sus consecuencias.

A nivel del mar el agua hierve a 100ºC. Por definición de la escala de temperatura. A nivel del mar la presión es de una atmósfera (760mmHg), y a esta presión el agua hierve a esa temperatura. ¿Qué sucede si cogemos nuestro cazo, agua y fuego y empezamos a subir un monte? A medida que subimos vamos dejando debajo una parte de la atmósfera. Tenemos que soportar un peso menor sobre nuestras cabezas, pues la atmósfera, a 1.000 metros de altura, mide 1.000 metros menos... Menos peso encima, luego menor presión atmosférica. Luego la presión ya no es de una atmósfera. Resulta que el vapor de agua alcanza esa presión menor a una temperatura menor, por lo que el agua comienza a hervir a una temperatura inferior. De esta manera, a 7.000 metros de altura el agua no hierve a 100ºC, sino a unos sorprendentes 71ºC.

Pero no acaba aquí la cosa. También podemos preguntarnos qué ocurre en una olla a presión. ¿Porqué los alimentos se cocinan antes? Porque están a más presión, ¿no? Pues no, no es esta la causa última. Al estar el líquido en un recipiente a mayor presión que la atmosférica, el agua no alcanza el punto de ebullición a los 100ºC, sino a una temperatura mayor. Por tanto estamos cocinando los alimentos en un agua a una temperatura de 130, 140, 150ºC. Y esa temperatura es la que hace que los alimentos se cocinen antes. De hecho, el agua nunca llega a hervir dentro de una olla a presión. Si veis que borbotea agua entre las juntas de la olla, como seguro que a más de uno le ha sucedido, se debe a que la estanqueidad no se ha mantenido, la presión ha disminuido, y el agua, por tanto, ha hervido. Por este motivo no se debe abrir una olla a presión hasta un tiempo después de que haya dejado de emitir vapor por la válvula. Si abrimos la olla, baja la presión súbitamente, con lo que todo el agua de su interior hierve al instante, saltando con violencia hacia el exterior.



En esta gráfica se observa con claridad. En el eje vertical está la presión, en el horizontal la temperatura (en grados kelvin). Se distinguen tres zonas en la gráfica, la del agua en estado sólido, líquido y gaseoso. Si os vais a una presión de 1 atmósfera, veis que el cambio de estado sólido a líquido está en 0ºC y el cambio de estado líquido a gaseoso en 100ºC. Pero si ascendéis en la gráfica, aumentando la presión, el punto de ebullición se aleja hacia la derecha, aumentando la temperatura.

Por otro lado, gracias a las películas de ciencia ficción existe la creencia de que cuando un hombre queda expuesto al vacío (a una presión de cero atmósferas) su sangre comienza a hervir. Otro error. Tampoco explotan, aunque ese ya es tema de otra entrada. La sangre, de forma habitual, está a una presión, como todos sabéis, de entre 70 y 120 mmHg por encima de la atmosférica (que es de 760mmHg). Es decir, a una presión total de entre 830 y 880mmHg. Al quedar sometidos al vacío exterior, la sangre quedaría a una presión total únicamente de entre 70 y 120mmHg. A esa presión la sangre no hierve hasta los 47ºC, y si nuestro cuerpo alcanza esa temperatura lo cierto es que poco debería ya preocuparnos si nos hierve la sangre... Pero la saliva de la boca o las lágrimas de los ojos sí que quedan expuestas directamente al vacío, con lo que éstas sí que hervirían de forma espontánea. Pero no nos quemaría, pues hervirían a nuestros 36ºC. La ciencia no deja de depararnos sorprendentes curiosidades.

5 comentarios:

Butzer dijo...

Me has dejado estupefacto con lo último de tu entrada, te ha quedado poético: un hervir de lágrimas inunda tus mejillas...
Buen comienzo para una canción, por ejemplo...xd

pascual dijo...

Siempre es agadable leer entradas de ciencia.Me ha encantado.Gracias.

Adivagar dijo...

Butzer, pascual, muchas gracias. La verdad es que disfruto mucho más escribiendo estas entradas que otras de temática diferente...

[H]oMbRe [R]aTa! dijo...

Realmente quiero felicitarte, la explicación es muy clara y convincente. Mi profesor de física me decía que el agua hervía a menor T° a menor presión porque las partículas de agua tenían menos lugares donde escapar o algo así... la verdad es que nunca lo pude comprender, hasta ahora.

Siempre es divertido saber esas curiosidades de la naturaleza.
Muchas gracias.

Anónimo dijo...

Muchas gracias por estas aclaraciones, la verdad es que esta muy bien explicado!mucho mejor de lo que explican muchos profes de la universidad. Estudie ingenieria industrial y en mi opinion en la universidad nos perdemos en el concepto y no aprendemos correctamente a ligarlo con la realidad que nos rodea...asi que gracias por resolver ese problema!:)

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