¿Qué sucede con la temperatura de ebullición cuando disminuye la presión?

A medida que disminuye la presión del aire ambiente, también disminuye la temperatura necesaria para hervir un líquido. Por ejemplo, se necesita más tiempo para preparar algunos alimentos a grandes alturas porque el agua hierve a temperaturas más bajas; el agua retiene menos calor, por lo que una cocción adecuada requiere más tiempo. La conexión entre la presión y la temperatura se explica por una propiedad llamada presión de vapor, una medida de la rapidez con que se evaporan las moléculas de un líquido.

TL; DR (demasiado largo; No leí)

A medida que aumenta la temperatura ambiente, también aumentan las temperaturas de ebullición. Esto se debe a que el aumento de la temperatura ambiente dificulta que el vapor escape del líquido y se necesita más energía para hervir.

La presión de vapor de una sustancia es la presión de los vapores ejercida sobre un recipiente de la sustancia a una temperatura determinada; esto es cierto tanto para líquidos como para sólidos. Por ejemplo, llena hasta la mitad un recipiente con agua, bombea el aire y sella el recipiente. El agua se evapora en el vacío, produciendo un vapor que ejerce presión. A temperatura ambiente, la presión de vapor es de 0.03 atmósferas o 0.441 libras por pulgada cuadrada. Cuando aumenta la temperatura, también aumenta la presión.

A cualquier temperatura por encima de cero kelvin, las moléculas de una sustancia vibran en direcciones aleatorias. Las moléculas vibran más rápido a medida que aumentan las temperaturas. Sin embargo, no todas las moléculas vibran a la misma velocidad; algunos se mueven lentamente mientras que otros son muy rápidos. Si las moléculas más rápidas encuentran su camino hacia la superficie de un objeto, podrían tener suficiente energía para escapar al espacio circundante; son esas moléculas las que se evaporan de la sustancia. A medida que aumenta la temperatura, más moléculas tienen la energía para evaporarse de la sustancia, lo que aumenta la presión de vapor.

Si el vacío rodea una sustancia, las moléculas que abandonan la superficie no encuentran resistencia y producen vapor. Sin embargo, cuando la sustancia está rodeada de aire, su presión de vapor debe exceder la presión atmosférica para que las moléculas se evaporen. Si la presión de vapor es más baja que la presión atmosférica, las moléculas que salen son forzadas a regresar a la sustancia por colisiones con moléculas de aire.

Un líquido hierve cuando sus moléculas más energéticas forman burbujas de vapor. Sin embargo, bajo una presión de aire suficientemente alta, un líquido se calienta pero no hierve ni se evapora. A medida que disminuye la presión del aire ambiente, las moléculas que se evaporan de un líquido en ebullición encuentran menos resistencia de las moléculas de aire y entran al aire más fácilmente. Debido a que se puede reducir la presión de vapor, también se reduce la temperatura necesaria para hervir el líquido.