Preguntas sobre el experimento de presión y fase

Question

Considera el experimento en el que un tubo de ensayo lleno de agua se invierte en un vaso de precipitados. (Las siguientes figuras no son a escala del aparato real).

En el momento t=0, se muestra la instantánea:

Tras dejar transcurrir un tiempo suficiente, se alcanza el equilibrio, que se muestra aquí:

Preguntas:

1. ¿La parte superior del tubo de ensayo (indicada por la flecha roja) está llena de vapor de agua, o está al vacío? ¿La presión allí es igual a la presión de vapor?

2. ¿El agua hierve en la parte superior de la probeta (indicada por la flecha roja)? Si es así, ¿por qué no parece tan "vigorosa" y "burbujeante" como hierve el agua en la cocina a (100 grados C y 1 atm)?

También se agradecen las referencias útiles, incluidos los capítulos de libros, que puedan ayudar a entender esto.

Answer 1

En muchas discusiones la diferencia no importa, por lo que podríamos llamarlo vacío. Pero tienes razón en que contendrá vapor de agua. Sí, la presión es igual a la presión de vapor.

Cuando el agua hierve en la estufa, no hay equilibrio. La estufa está caliente y la atmósfera está fría. El gradiente de temperatura impulsa el proceso de ebullición. Usted dice que este tubo está en equilibrio, por lo que ya no hay nada que "hierva".

Otra diferencia es que en la cocina, el proceso de ebullición se produce en el fondo de la olla (donde entra la energía). Las burbujas se mueven a través del agua hacia la superficie y agitan todo el recipiente. En tu tubo, la presión en el agua que está por debajo de la superficie está por encima de la presión de vapor. Sólo en la parte superior la presión es lo suficientemente baja como para impulsar la transición. A menos que el espacio vacío sea grande, cualquier ebullición terminaría rápidamente. Es posible que no veas ninguna actividad.

Véase también: ¿Por qué no hierve el agua en el barómetro?

http://www.physlink.com/Education/AskExperts/ae443.cfm