Locos por la Geología

Cuando hablamos del ciclo del agua en la naturaleza, aprendimos algunas cosas relativas a la evaporación pero habrán notado que allí no se mencionó nunca a la ebullición.

Y fue intencional, porque si bien ocurre en algunos entornos particulares de la naturaleza, para evitar confusiones, es mejor que separemos ese proceso específico y lo tratemos aquí, comparándolo con la evaporación y distinguiéndolo claramente de ella.

¿Qué tienen en común la evaporación y la ebullición?

Esencialmente, ambos procesos significan lo mismo, es decir el pasaje de una sustancia, desde su estado líquido a su estado gaseoso.

Hoy hablaremos en particular del agua, ya que se trata de un compuesto tan protagónico en la naturaleza y en gran parte de los procesos geológicos.

¿En qué se diferencian la evaporación y la ebullición?

Las más importantes diferencias pasan por el entorno de temperatura en que ambos procesos ocurren, la cantidad de agua involucrada, y la velocidad del cambio.

Efectivamente, la evaporación puede ocurrir prácticamente en cualquier intervalo de temperatura, dependiendo de las condiciones del aire circundante; mientras que la ebullición ocurre en un rango muy estrecho y bastante bien definido que se conoce como punto de ebullición.

Por otra parte, la evaporación ocurre gota a gota, lentamente y sólo a nivel superficial. En cambio, la ebullición involucra a todo el cuerpo líquido, es mucho más rápida y se puede describir como turbulenta.

¿Qué explicación tiene cada uno de esos procesos físicos?

Como dije en algún momento al referirme a la diferencia entre calor y temperatura, cuando por efecto de aquél, ésta aumenta, el estado de agitación de las moléculas que componen el material calentado aumenta también.

Cuando la energía adquirida es lo suficientemente elevada, puede llegar a vencer la tensión superficial, en este caso, del agua. Eso permite el paso de una parte de las moléculas desde la fase líquida a la gaseosa, constituyéndose así la evaporación.

Cuando, en cambio, la energía aumenta hasta el punto en que la presión de vapor saturado del líquido iguala la presión atmosférica de su entorno, el volumen entero entra en ebullición; y el rango térmico en el cual se produce ese cambio, se conoce como punto de ebullición, aunque diste de ser un punto único, en realidad.

¿Qué es la presión de vapor saturado?

Primero debemos recordar que el agua se mueve en un ciclo cerrado, donde a la evaporación le sucede la condensación, cuando el vapor de agua se enfría lo suficiente como para que ya no pueda mantenerse en estado gaseoso.

Supongamos ahora que la evaporación tiene lugar en un contenedor cerrado: algunas moléculas pasan al estado gaseoso, pero otras- encerradas de modo de no poder escapar a distancias mayores- vuelven a su previo estado líquido. En algún momento habrá tantas moléculas regresando al estado líquido, como pasando al gaseoso. Ése es el punto en que el vapor está saturado, y su correspondiente presión en ese punto es la que se llama presión de vapor saturado.

Es obvio que cuanto mayor es la temperatura, más agitadas están las moléculas, y más de ellas pueden escapar de la superficie, haciendo que la presión de vapor saturado crezca.

En otras palabras, la presión de vapor saturado es directamente proporcional a la temperatura.

¿Hay algún rango de variabilidad en el punto de ebullición?

Si ustedes han leído atentamente el párrafo anterior, podrán contestar por sí mismos, y lo harán de manera afirmativa, ya que el punto de ebullición es dependiente del momento en que la presión de vapor saturado iguala a la del medio.

Ese punto varía entonces, según algunas condiciones físicas del medio que definen el valor de saturación de vapor local.

Para el agua, la presión de vapor saturado se iguala con la presión atmosférica al nivel del mar (760 mm Hg) a los 100°C.

A distintas altitudes, la presión atmosférica es menor y el punto de ebullición del agua desciende. A la inversa, en el interior de una olla a presión, el punto de ebullición está por encima de los 100°C. Esto incide de manera notable en muchos fenómenos geológicos que iremos viendo en otros posts.

¿En qué situaciones y entornos naturales ocurre la evaporación?

En el ciclo del agua superficial, obviamente, y en los poros del suelo, pero también en procesos y fenómenos no geológicos, como ocurre en los organismos vivos, cuya transpiración se evapora también (evapotranspiración). Para más detalles, vayan a ver el post del ciclo del agua.

¿En qué situaciones y entornos naturales ocurre la ebullición?

Básicamente en algunos de los fenómenos postvolcánicos o hidrotermales, de los que ya muy pronto llegaremos a hablar.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S: la foto que ilustra el post es tomada de este sitio.

Un comentario para “Ebullición y evaporación, dos fenómenos relacionados y diferentes.”