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Solución:
El punto de ebullición del agua cambia con la altitud porque la presión atmosférica cambia con la altitud.
Entonces, cómo / por qué el punto de ebullición cambia con la presión. Hay una buena explicación de esto en hiperfísica (con diagramas).
Ahora bien, ¿por qué cambia la presión con la altitud? Imagina que estás nadando en el agua. Cuanto más profundo vas, más presión sientes, porque hay más agua encima de ti.
$ P = P_0 + rho gh $
$ P $ – presión, $ P_0 $ – presión en la superficie, $ rho $ – densidad del fluido, $ g $ – gravedad de la Tierra, $ h $ – altura / profundidad a la superficie libre
Hay una enorme columna de aire sobre nuestras cabezas.
$ rightarrow h $ al nivel del mar> $ h $ en la estación de la colina.
$ rightarrow P $ al nivel del mar> $ P $ en la estación de la colina.
$ rightarrow $ punto de ebullición al nivel del sello> punto de ebullición en la estación de la colina.
La ebullición es un caso especial de evaporación. Cualquier partícula en estado líquido puede evaporarse. Los charcos de tu calle se evaporan, pero ¿alguna vez has visto hervir un charco? El gas formado por una sustancia que hierve por encima de la temperatura ambiente se llama vapor.
La ebullición es el burbujeo vigoroso que se produce dentro de un cuerpo de un líquido cuando se vaporiza internamente. Una burbuja es una cantidad de gas o vapor rodeada de líquido. Imagínese una olla de agua calentada. Algunas moléculas en el fondo de la olla están recibiendo tanto calor y, en consecuencia, se mueven tan rápido que rebotan empujando otras moléculas de agua lejos de ellas. Esto produce una burbuja. La presión de vapor dentro de la burbuja actúa para inflar la burbuja, mientras que el peso del agua y el aire sobre la burbuja crean una presión opuesta que actúa para colapsar la burbuja. A medida que la burbuja se eleva, las moléculas de vapor de agua transfieren su energía a las moléculas de agua alrededor de la burbuja. Esto hace que las moléculas de vapor pierdan energía, por lo que la burbuja se contrae y colapsa antes de llegar a la superficie.
Toda la olla de agua aún no está hirviendo porque aún no ha alcanzado el punto de ebullición. Este proceso continúa, transfiriendo energía desde el fondo de la olla hacia la parte superior hasta que todas las moléculas de agua se mueven lo más rápido posible sin entrar en la fase gaseosa. Solo en este punto, cuando las burbujas suben a la superficie del agua sin colapsar, toda la olla de agua está hirviendo. Justo antes de atravesar la superficie del agua, la burbuja solo se opone a la presión atmosférica sobre el líquido. Una definición de punto de ebullición es la temperatura a la que la presión de vapor de la sustancia (la presión dentro de la burbuja) es igual a la presión del aire circundante. La presión del aire por encima de la muestra se puede reducir colocando la muestra en una cámara de vacío o llevándola a una altura mayor. Esto reduciría el punto de ebullición de la sustancia porque las burbujas tendrían menos presión opuesta.
El punto de ebullición también se define como la temperatura más alta posible de una sustancia en estado líquido a cualquier presión atmosférica dada. Por tanto, representa la energía cinética más alta que pueden poseer las partículas de la sustancia en estado líquido. A medida que la temperatura del agua se acerca a 100 ° C, más y más moléculas tienen su máxima energía cinética en estado líquido hasta que a 100 ° C todas las moléculas se mueven a la misma velocidad máxima en estado líquido.
El punto de ebullición de un elemento o sustancia es la temperatura a la que la presión de vapor del líquido es igual a la presión ambiental que rodea al líquido.
La presión atmosférica se debe al aire por encima de cualquier punto dado. A mayores alturas, hay menos aire por encima de usted y, por lo tanto, la presión disminuye.
Menor presión, por lo tanto, puntos de ebullición más bajos a medida que aumenta.
Al final de la artículo puedes encontrar las explicaciones de otros usuarios, tú igualmente tienes el poder mostrar el tuyo si lo crees conveniente.