Este fin de semana me he dedicado a cocinar en casa y he observado la formación de las burbujas en agua hirviendo que tiene que ver con que se ha alcanzado el punto de ebullición del agua, pero lo mismo sucede cuando estoy cocinando un plátano maduro en aceite comestible. En este post deseo presentar a la comunidad #stem-espanol mi punto de vista sobre la formación de las

burbujas del calor

, pues guardan relación directa con la energía calórica que se entrega al sistema que estoy observando. Veamos algunos conceptos básicos antes que se me queme mi desayuno.

^{Hervir, ebullición y efervescencia en sistemas líquidos. @azulear}

Para colocar en contexto la presente discusión debo indicar el caso del elemento químico Al de la tabla periódica. Se trata del Aluminio que es un sólido estable a temperatura ambiente (25 ºC), cuando se calienta en un horno a altas temperaturas funde a 660,32 ºC, se evapora a 972 ºC si se tiene una presión externa de 10^-4 Torr y comienza la ebullición cuando alcanza los 2519 ºC de temperatura.

Cuando se calienta una materia en cualquiera de sus estados, las moléculas que contiene comienzan a vibrar aun más aumentando su energía cinética. Entre los elementos de la tabla periódica se conocen 26 que tienen su punto de ebullición a menos de 1.000 ºC (incluyendo los gases). Normalmente los elementos químicos funden a temperaturas menores que la temperatura de ebullición, existiendo una diferencia cercana a 1500 ºC, como es el caso del Cobre (Cu_fusión : 1083 ºC y Cu_ebullición : 2562 ºC).

Debemos diferenciar algunos términos que se utilizan frecuentemente en Física y más en el área de la Termodinámica, como lo son: (1) la temperatura de fusión: normalmente el "objeto" o materia pasa de un estado sólido al estado fundido cuando se le somete a un aumento de temperatura, (2) evaporación: normalmente si la temperatura sigue aumentando, el objeto en estado líquido comienza a aumentar su velocidad cinética, vence la tensión superficial y emerge en diminutas partículas formando un estado gaseoso y (3) la temperatura de ebullición: cuando se dan ciertas condiciones en un sistema donde se consideran estos parámetros: temperatura de la fuente de calor, tensión superficial, presión de vapor del objeto y la presión del entorno.

^{Agua hirviendo, se observa la ebullición del agua. Original de @azulear.}

Normalmente el agua comienza a hervir a 100 ºC, dependiendo de la presión del entorno, si se tienen 760 mm de Hg su temperatura sería 100 ºC, pero si es menor puede hervir a 80 ºC o 90 ºC. No debemos extrañarnos por estos números, pues también podemos observar que el agua puede llegar a hervir a 110 ºC o 120 ºC, dependiendo de la presión del medio. Así, cuando colocamos a "secar" alguna prenda de vestir recién lavada, por ejemplo en Maracaibo con una temperatura de 35 ºC, el agua se evapora y podemos usar la prenda a los pocos minutos. Acaso las prendas puestas a secar en el Páramo Andino, cuya temperatura es de 5 ºC, ¿no se secan? y ¿el agua no se evapora?, tardará un poco más, pero sí nos pondremos ropa seca!

^{Cocinando plátanos, se observa la ebullición del aceite. Original de @azulear.}

En el caso de usar otro tipo de sólido o líquido, se debe considerar su tensión superficial, su capacidad calorífica, su masa, entre otros parámetros. De igual manera, el aceite comestible hierve, evapora y ebulle a ciertas temperaturas. Las "burbujas" que se observan son evidencias del proceso de ebullición cuando el aceite vence la tensión superficial y su presión de vapor es mayor que la presión atmosférica.