¿Por qué hierve un líquido cuando su presión de vapor es igual a la presión atmosférica?

La presión de vapor o la presión de vapor de equilibrio es la presión de un vapor en equilibrio termodinámico con sus fases condensadas en un sistema cerrado. Todos los líquidos tienen tendencia a evaporarse. Viceversa, todos los gases tienden a condensarse de nuevo a su forma líquida.

La presión de vapor de equilibrio es una indicación de la velocidad de evaporación de un líquido. Se relaciona con la tendencia de las partículas a escapar del líquido (o un sólido). Una sustancia con una alta presión de vapor a temperaturas normales a menudo se denomina volátil.

La presión de vapor de cualquier sustancia aumenta de forma no lineal con la temperatura. El punto de ebullición a presión atmosférica de un líquido (también conocido como el punto de ebullición normal) es la temperatura a la cual la presión de vapor es igual a la presión atmosférica. Con cualquier aumento incremental en esa temperatura, la presión de vapor se vuelve suficiente para superar la presión atmosférica y elevar el líquido para formar burbujas de vapor dentro de la mayor parte de la sustancia. La formación de burbujas más profundas en el líquido requiere una presión más alta y, por lo tanto, una temperatura más alta, porque la presión del fluido aumenta por encima de la presión atmosférica a medida que aumenta la profundidad.

La evaporación es un fenómeno superficial en el que las moléculas de líquido escapan a los alrededores como vapor. Incluso el agua comenzará a hervir por debajo de los 100 grados C cuando reduzcamos la presión y, al disminuir la presión, comenzará a hervir a temperatura ambiente. El líquido utiliza su energía interna para cambiar su fase.

Cuando la temperatura y la presión de una sustancia pura son fijas, el estado de equilibrio de la sustancia también es fijo.

Básicamente, el movimiento térmico aleatorio tiende a causar desorden (que se cuantifica por entropía ascendente). A cualquier temperatura dada, hay una cantidad correspondiente de energía disponible para superar la fuerza de atracción, y dentro de ese presupuesto de energía, el sistema se acerca al estado con la mayor entropía. Un sólido tiene poca entropía, pero si no hay mucha energía disponible, este es el único estado factible. Un líquido tiene una mayor entropía pero requiere algo de energía para despegar temporalmente las moléculas. Un gas requiere suficiente energía para mantener las partículas separadas todo el tiempo, pero está completamente desordenado y, por lo tanto, tiene mucha entropía.

La columna de aire ejerce presión atmosférica sobre la superficie del agua.
cuando la presión del gas dentro del agua se vuelve igual o mayor que la presión sobre el agua, las burbujas tienden a aumentar porque la presión neta está ahora a favor de las burbujas. La fuerza de flotación ayuda a que el gas se eleve a pesar de la atmósfera. presión

Supongo que esto se debe al hecho de que cuando la presión de vapor se vuelve igual a la presión atmosférica, la presión neta sobre el gas se vuelve cero porque la presión atmosférica se equilibra con la presión de vapor. Entonces, cuando no hay presión neta que actúe sobre el líquido, las moléculas de aire en la masa pueden flotar fácilmente hacia la superficie del líquido y pueden entrar en la fase de vapor.

Si la presión de vapor del líquido es menor que la presión atmosférica, entonces

En primer lugar, las moléculas de aire no podrían flotar hacia la superficie. Incluso si son capaces de subir, la presión atmosférica neta que actúa sobre el líquido presionaría a la molécula de aire hacia la masa y no se produciría el fenómeno de ebullición.

Espero que esta explicación te ayude.

En palabras simples, la presión atmosférica y la presión de vapor se empujan constantemente entre sí si la presión atmosférica es mayor, no permitirá que ningún vapor salga del líquido, pero tan pronto como la presión de vapor y la presión atmosférica sean iguales, el vapor saldrá del líquido y entrará en el atmósfera y por lo tanto el líquido comenzará a hervir