El agua hierve a 60ºC. Otras curiosidades.

Supongo que la mayoría pensarán que el título de esta entrada es incorrecto y que, como todo el mundo sabe, el agua hierve a 100ºC.

Sin embargo, hay numerosos factores que influyen en el punto de ebullición (límite entre el estado líquido y gaseoso) y fusión (sólido-líquido) de las sustancias, no sólo la temperatura.

Entre otros están la presión y las partículas disueltas en la sustancia. Como todos saben, el agua que sale del grifo de su casa no es pura, y prácticamente el agua pura apenas existe en la naturaleza. De no ser así, muchos catadores de agua quedarían en el paro.

El caso de las partículas disueltas puede verse claramente, por ejemplo, cuando se le echa sal a la nieve para despejar las calles. El agua, cuantas más sustancias acumula en su seno, más baja es la temperatura necesaria para congelarla.

Pero, ¿en qué momento el agua hierve a 60ºC? Aquí entra en juego la presión. Expliquemos el fenómeno ampliamente:

Supongamos que tenemos un tarro de cristal cerrado lleno de agua.

El agua líquida contiene una multitud de partículas (moléculas de agua), que se mueven en todas direcciones en el seno del tarro, aunque aparentemente a nuestros ojos todo esté quieto.

Digamos que la temperatura es la velocidad a la que se mueven las partículas del agua; a más temperatura, más velocidad. Las partículas de agua chocan entre ellas y contra las paredes del tarro.

Ahora bien, si destapamos el tarro, una nueva superficie entra en juego, el aire (la atmósfera).

En los sólidos (tarro) las partículas se encuentran fuertemente pegadas unas a otras, por lo que no dejan difundir otras moléculas. En los líquidos (agua), las partículas se encuentran separadas, aunque existen interacciones que tienden a mantenerlas unidas, podrás observar que cuando se derrama el agua esta se extiende en todas direcciones. En los gases (aire), las partículas están aún más separadas, moviendose libremente por el espacio.

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Pues bien, a medida que se aumenta la temperatura, como dijimos antes, aumenta la velocidad de las partículas de agua, y estas comienzan a chocar contra las demás moléculas, contra las paredes del tarro y, eventualmente, contra las moléculas gaseosas de aire. Lo que ocurre, es que entre las moléculas de aire hay espacio suficiente como para que las moléculas de agua "escapen" del tarro. De esta forma, cuando se calienta a 100ºC, la velocidad que adquieren las moléculas de agua es tal, que tarde o temprano todas terminan escapando a la atmósfera.

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Esto explica, por ejemplo, por qué cuando salimos de la ducha todo está lleno de vapor, y no nos hemos duchado con agua a 100ºC, como es evidente. Los finos chorros de agua de la ducha, al impactar contra el suelo o contra nuestro cuerpo, dispersan las moléculas de agua en el aire en todas direcciones. Incluso antes de impactar contra ninguna superficie, la simple velocidad que llevan cuando salen del grifo puede hacer que algunas moléculas salgan disparadas y se pierdan en el aire. No obstante, es necesario que haya una temperatura de unos 30º al menos para que esto pueda suceder, ya que por gravedad, todas las partículas tienden a caer al suelo, y si no tienen suficiente velocidad (temperatura), las moléculas dispersadas del agua terminarán fundiendose en el agua líquida del suelo.

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Pues bien, volviendo al ejemplo del tarro, ahora explicamos el papel de la presión.

Decíamos que en el aire las partículas estaban más separadas, dejando espacio para que las moléculas de agua con suficiente velocidad escaparan del tarro. Pues bien, la presión es la fuerza que imprime el aire sobre la superficie del tarro, en este caso. Cuanta más presión (más fuerza), más difícil será para las moléculas de agua salir del recipiente. A nivel del mar, o niveles cercanos, la presión es provocada por todo el aire de la atmósfera. Sabemos que desde el suelo hasta el espacio hay kilómetros y kilómetros de aire; este aire, como toda materia, pesa, y el peso de todo el aire que hay sobre nuestras cabezas crea la presión que evita que el agua salga del tarro (se evapore). Según he leído, la presión que ejerce todo este aire es equivalente a sujetar 1.000 kg en la punta de uno de nuestros dedos. Otro ejemplo más de la construcción perfecta de los seres vivos, que la soportamos sin apenas notarlo.

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Como es de imaginar, cuanto más lejos estemos del suelo (más altos), menos aire quedará sobre nosotros y menos presión habrá sobre el tarro. En el Everest (más de 8 kilómetros de altitud), la presión es tan baja que las moléculas de agua en el tarro pueden escapar de él a sólo 60ºC.

Esto supone un problema para los alpinistas, ya que no pueden cocinar los alimentos al descubierto porque el agua se evaporaría antes de que ni siquiera llegara a quemarlos.

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Tiene que ser curioso, ver el agua burbujear hirviendo y al meter la mano no quemarse.

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Este fundamento es el que utilizan las ollas a presión. Se cierran herméticamente, para que todas las moléculas de agua que se escapen del seno del líquido, no se disipen, sino que se acumulen sobre la superficie del líquido evitando que el resto se evapore (más presión, más fuerza sobre el líquido, más difícil escapar). De esta forma el agua tiene que calentarse más y más para llegar a evaporarse y se cocinan antes los alimentos.

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Otro dato importante a saber, es que cuando una sustancia está cambiando de estado (como el agua al evaporarse), no varía su temperatura. Es decir, en un cazo pones a hervir agua al fuego, si cuando empiece a hervir, metes un termómetro en el cazo (no hagan esto en casa), este marcará unos 100ºC. Ahora bien, mantén el cazo al fuego, que siga hirviendo, a fuego intenso... diez minutos después, estará mucho más caliente, ¿no? Pues no, el termómetro seguirá marcando 100ºC, aunque habrá menos agua. Todo el calor proporcionado por el fuego ha sido la energía utilizada por el agua para salir del cazo. De esta forma en el cazo nunca habrá agua a más de 100ºC, porque en cuanto alcanza esa temperatura, el resto de la energía la lleva fuera del cazo, así que las moléculas más calientes, ya no estarán, de hecho, en el cazo.