¿Cómo hierve el agua en una olla sin tapa?

La presión de vapor se acumula más fácilmente en un recipiente cerrado, pero aún puede aumentar en un recipiente abierto.

La ebullición en una olla abierta ocurre una vez que la tasa de disminución de la presión de vapor debido a la disolución del aire en el agua es insignificante en comparación con la tasa de aumento de la presión de vapor debido al calentamiento del agua, Y la presión de vapor logra igualar presión atmosférica.


Supongamos que calentamos una olla de solvente para hervir, abierto al aire.

https://ak5.picdn.net/

Tendremos dos procesos competitivos a medida que el solvente se calienta:

  • Las moléculas solventes particulares con suficiente energía cinética. vaporizar desde la superficie de la solución para que la presión de vapor sobre la solución aumentos.
  • El aire sobre la solución. se disuelve en el solvente a inferior su presión de vapor al bloquear las partículas de solvente para que no escapen de la superficie de la solución.

This is shown in this modification of Raoult's law:

#DeltaP_(vap) = -chi_"solute"P_(vap)^"*"#

where #chi_"solute"# is the mol fraction of any solute in an ideal solution, and #P_(vap)^"*"# is the vapor pressure of the pure solvent. Note that #DeltaP_(vap) < 0#, indicating a decrease is inevitable.

La solubilidad de los gases en solventes (como el agua) disminuye al aumentar la temperatura ya que las partículas más rápidas tienen una mayor tendencia a escapar. En otras palabras, a medida que el solvente se calienta, se puede disolver menos aire en el solvente.

http://www.dynamicscience.com.au/

Como resultado, la disminución de la presión de vapor debido a la disolución del aire en el disolvente. se vuelve menos significativo como la temperatura del solvente aumentos.

(Esto se muestra matemáticamente arriba, donde una disminución en la solubilidad [proporcional a #chi_"solute"#] conduce a una disminución menor en #P_(vap)#.)

Finalmente, a temperaturas suficientemente altas, la tasa de vaporización del solvente (incrementar en presión de vapor) supera La velocidad de disolución del aire en el disolvente (disminuir en presión de vapor), y el solvente (como el agua) puede alcanzar su punto de ebullición.


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