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396 Capítulo 19 Propiedades térm icas de la materia
La ebullición se define com o la vaporización dentro de un líquido cuando su
presión de vapor es igual a la presión en el líquido.
Si la presión en la superficie del líquido es de 1 atm, como lo sería en un recipiente abierto,
la temperatura a la cual ocurre la ebullición se conoce como punto de ebullición normal para
ese líquido. El punto de ebullición normal del agua es 100°C por el hecho de que ésa es la
temperatura a la cual la presión de vapor del agua es 1 atm (760 mm de mercurio). Si la presión
sobre la superficie de cualquier líquido es menor que 1 atm, se alcanzará la ebullición
a una temperatura inferior al punto de ebullición normal. Si la presión externa es mayor que
1 atm, la ebullición se iniciará a una temperatura más alta.
Punto triple
Hemos estudiado con detalle el proceso de vaporización y en la figura 19.7 se trazó una curva
de vaporización para el agua. Esta curva se representó por la línea AS en el diagrama general de
fase de la figura 19.8. Cualquier punto de esta curva representa una temperatura y una presión
a las cuales el agua y su vapor pueden coexistir en equilibrio.
Se puede trazar una curva similar para las temperaturas y presiones a las cuales una
sustancia en la fase sólida puede coexistir con su propia fase líquida. Una curva de este tipo
se llama curva de fusión. La curva de fusión para el agua está representada por la línea AC
en el diagrama de fase. En cualquier punto de esta curva, la rapidez con la cual se funde el
hielo es igual a la rapidez con la cual se congela el agua. Observe que a medida que la presión
aumenta, la temperatura de fusión (o temperatura de congelación) se reduce.
Se puede trazar una tercera gráfica, llamada curva de sublimación, para mostrar las temperaturas
y presiones a las cuales un sólido puede coexistir con su propio vapor. La curva de
sublimación del agua está representada por la curva AD en la figura 19.8.
Estudiemos ahora el diagrama de fase para el agua con más detalle con el fin de ilustrar la
utilidad de este tipo de gráfico para cualquier sustancia. Las coordenadas de cualquier punto
de la gráfica representan una presión particular P y una temperatura particular T. El volumen
debe considerarse constante para cualquier cambio térmico indicado en la gráfica. Para
cualquier punto que queda dentro de la horquilla, entre las curvas de vaporización y fusión,
el agua existirá en su fase líquida. Las regiones correspondientes a sólido y vapor se indican
también en el diagrama. El punto A, en el cual las tres curvas se intersecan, se llama punto
triple para el agua. Este punto es la temperatura y la presión a la cual el hielo, el agua líquida y
el vapor de agua coexisten en equilibrio. Se ha demostrado mediante cuidadosas mediciones
que el punto triple para el agua es 0.01°C y 4.62 mm de mercurio (Hg).
p
Cr,
D
Figura 19.8 Diagrama de fases del punto triple para el agua o cualquier otra sustancia que se dilate al
congelarse.
T