¿Por qué aumenta la presión en un termo tras agitar agua caliente y jabón?

Question

Siempre que lavo mi termo, pongo agua caliente y un poco de jabón; luego cierro el extremo con la mano o uso la tapa. Después de agitarlo, si retiro lentamente la tapa o mi mano, expulsa un poco de aire. ¿A qué se debe esto? ¿Tiene algo que ver con el aumento de la superficie del agua jabonosa? ¿O es el hecho de que el aire es calentado por el agua, aunque seguramente el agua debe enfriarse ligeramente?

Answer 1

Cuando se vierte el agua caliente, el aire del interior del termo está todavía bastante frío (temperatura ambiente, aproximadamente)

Pero luego, al agitarlo, el aire frío se calienta con el líquido caliente. Los gases se expanden considerablemente cuando se calientan, aproximadamente según la Ley de los Gases Ideales:

$$pV=nRT$$

Esto provoca un modesto (e inofensivo) aumento de presión en el matraz, que es lo que se experimenta.

Answer 2

Aquí hay otro efecto que es significativo, como el siguiente.

El agua caliente quiere evaporarse, pero en un recipiente con forma de matraz, la evaporación sólo puede tener lugar en la superficie libre del agua en el matraz. Además, en cuanto la capa límite de aire justo al lado del agua caliente se satura de vapor, la difusión del vapor de agua en el aire se ralentiza mucho.

Si cierras el recipiente y lo agitas enérgicamente con el jabón añadido, pequeñas burbujas de aire se mezclan con el agua caliente, produciendo una enorme superficie disponible para que se produzca la evaporación. Las burbujas se expanden al cargarse de vapor y la presión en el interior del recipiente aumenta repentinamente.