Concepto básico
En este tutorial, aprenderás sobre el punto de fusión, el punto de congelación y el punto de ebullición del agua, y algunos conceptos importantes.
¿Qué es el agua?
El agua es una molécula formada por tres átomos, uno de oxígeno y dos de hidrógeno. Debido a una fuerza denominada enlace de hidrógeno, las moléculas de agua se adhieren entre sí. El agua existe en estado gaseoso, líquido y sólido dependiendo de su temperatura. En la Tierra, el agua existe en los tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso (a veces llamado vapor).
Punto de fusión del agua
La fusión es un cambio de estado de un sólido a un líquido cuando se aplica calor. A medida que aumenta la temperatura, las moléculas se mueven más rápido. Una vez alcanzada una temperatura determinada, se liberan de su rígida estructura cristalina y comienzan a moverse más libremente, ahora en estado líquido. En un sólido cristalino puro, este proceso se produce a una temperatura fija. El punto de fusión del agua es de unos 32 grados Fahrenheit (0 grados Celsius) para el agua pura al nivel del mar (elevación normal). En otras elevaciones, el punto de fusión cambiará debido a las diferentes presiones ambientales. Estos cambios se discuten más adelante.
Punto de ebullición del agua
La ebullición es el proceso en el que un líquido cambia de estado y se convierte en gas. A medida que aumenta la temperatura, una molécula gana suficiente energía para convertirse en gas, donde las distancias intermoleculares se hacen mucho mayores en comparación con el estado líquido. El punto de ebullición del agua es de 212 ºF o 100 ºC, mientras que el punto de ebullición del agua salada es de unos 102 ºC. El punto de ebullición del agua también cambiará a presiones no estándar. Las impurezas del agua, como la sal, modifican las interacciones intermoleculares entre las moléculas de agua, lo que se traduce en una modificación del punto de ebullición.
Agua hirviendo en una olla (Fuente: Wikimedia Commons)
Hervir a gran altura
La temperatura estándar de ebullición del agua sólo se aplica a presiones estándar, es decir, al nivel del mar. A medida que nos desplazamos a mayores alturas (menor presión), la temperatura de ebullición disminuye.
Por ejemplo, aunque el agua hierve normalmente a 100 ℃ (212 ℉), en el Monte Everest (a unos 27,000 pies de altura) el agua hierve a 68 ℃ (154 ℉).
Monte Everest. En los campamentos del Everest, el agua hervirá a una temperatura inferior a la del agua hirviendo en la playa (nivel del mar). (Fuente: Wikimedia Commons)
¿Qué pasa si intentamos hervir agua en las profundidades del océano? En algunas de las partes más profundas del océano, el agua permanece en estado líquido hasta una temperatura de 400 ℃ (750 ℉). Aquí la presión es mucho mayor que al nivel normal del mar, y esto hace que se necesite más energía (mayor temperatura) para hervir el agua.
Definiciones:
Punto de fusión/derretimiento: temperatura a la que una sustancia puede pasar del estado sólido al estado líquido.
Punto de congelación: temperatura a la que una sustancia experimenta un cambio de fase y pasa del estado líquido al sólido.
Punto de ebullición: temperatura a la que un líquido experimenta un cambio de fase y se convierte en vapor.
Datos curiosos
- El agua en estado sólido flota en lugar de hundirse cuando se encuentra en agua líquida. Esto es diferente de la mayoría de los sólidos.
- El gas puede convertirse en líquido o incluso en sólido mediante presión.
- El punto de ebullición y el punto de congelación pueden variar en función de la cantidad de sal que contenga el agua.
- A mayor altitud, el punto de ebullición del agua es más bajo.
Otros artículos sobre el agua
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