"Una pentola osservata non bolle mai" può sembrare il vero truismo durante la cottura, ma nelle giuste circostanze, la pentola bolle ancora più velocemente del previsto. Che si tratti di campeggio o chimica, la previsione del punto di ebollizione può essere una sfida.

TL; DR (troppo lungo; non letto)

La determinazione del punto di ebollizione in base alla pressione può essere effettuata usando equazioni, stima , nomografi, calcolatori online, tabelle e grafici.
Comprensione del punto di ebollizione

L'ebollizione si verifica quando la pressione del vapore di un liquido è uguale alla pressione dell'aria dell'atmosfera sopra il liquido. Ad esempio, a livello del mare, l'acqua bolle a 100 ° C (212 ° F). All'aumentare dell'elevazione, la quantità di atmosfera al di sopra del liquido diminuisce, quindi la temperatura di ebollizione del liquido diminuisce. In generale, minore è la pressione atmosferica, minore è la temperatura di ebollizione di qualsiasi liquido. Oltre alla pressione atmosferica, la struttura molecolare e l'attrazione tra le molecole del liquido influiscono sul punto di ebollizione. I liquidi con legami intermolecolari deboli bollono, in generale, a temperature più basse rispetto ai liquidi con legami intermolecolari forti.
Calcolo del punto di ebollizione

Il calcolo del punto di ebollizione basato sulla pressione può essere effettuato utilizzando diverse formule diverse. Queste formule variano in complessità e precisione. In generale, le unità in questi calcoli saranno nel sistema metrico o System International (SI), con conseguenti temperature in gradi Celsius ( ^{oC). Per convertire in Fahrenheit ( oF), usa la conversione T (° F) \u003d T (° C) × 9 ÷ 5 + 32, dove T indica la temperatura. Per quanto riguarda la pressione atmosferica, le unità di pressione si annullano, quindi quali unità vengono utilizzate, sia mmHg, bar, psi o un'altra unità, è meno importante che essere sicuri che tutte le misurazioni della pressione siano le stesse unità.}

Uno formula per il calcolo del punto di ebollizione dell'acqua utilizza il punto di ebollizione noto a livello del mare, 100 ° C, la pressione atmosferica a livello del mare e la pressione atmosferica nel momento e nell'altitudine in cui avviene l'ebollizione.

1. Identificazione della formula
   
   

   La formula BPcorr \u003d BPobs - (Pobs - 760mmHg) x 0.045 ^{oC /mmHg può essere utilizzata per trovare una temperatura di ebollizione sconosciuta per l'acqua.}
   

2. Identificazione di noti e sconosciuti
   
   

   In questa formula, BPcorr indica il punto di ebollizione a livello del mare, BPobs è la temperatura sconosciuta e Pobs indica la pressione atmosferica nel luogo. Il valore 760mmHg è la pressione atmosferica standard in millimetri di mercurio a livello del mare e 0,045 ^{oC /mmHg è la variazione approssimativa della temperatura dell'acqua ad ogni variazione millimetrica di mercurio della pressione.}
   

3. Riempimento dei numeri
   
   

   Se la pressione atmosferica è uguale a 600 mmHg e il punto di ebollizione è sconosciuto a quella pressione, l'equazione diventa 100 ° C \u003d BPobs- (600mmHg-760mmHg) x0.045 ° C /mmHg.
   < li> Risoluzione per punto di ebollizione
   
   

   Il calcolo dell'equazione fornisce 100 ° C \u003d BPobs - (- 160mmHg) x0.045 ° C /mmHg. Semplificato, 100 ° C \u003d BPobs + 7.2. Le unità di mmHg si annullano a vicenda, lasciando le unità in gradi Celsius. Risolto per il punto di ebollizione a 600 mmHg, l'equazione diventa: BPobs \u003d 100 ° C-7,2 ° C \u003d 92,8 ° C. Quindi il punto di ebollizione dell'acqua a 600 mmHg, un'altitudine di circa 6400 piedi sul livello del mare, sarà 92,8 ° C o 92,8x9 ÷ 5 + 32 \u003d 199 ° F.
   
   
   

   Avvertenze
   

4. Ad altitudini più elevate, il punto di ebollizione inferiore dell'acqua richiede la cottura di alimenti per periodi più lunghi per garantire temperature interne adeguate. Per motivi di sicurezza, utilizzare un termometro per carne per controllare le temperature.
   
   
   
   Equazioni per il calcolo del punto di ebollizione
   

   L'equazione sopra descritta utilizza una relazione di pressione e temperatura nota con una variazione nota in temperatura con variazione di pressione. Altri metodi per calcolare i punti di ebollizione dei liquidi in base alla pressione atmosferica, come l'equazione di Clausius – Clapeyron [ln (P₁ ÷ P₂) \u003d (-L ÷ R) x (1 ÷ T₁ - 1 ÷ T₂)], includono fattori aggiuntivi. Nell'equazione di Clausius-Clapeyron, ad esempio, l'equazione incorpora il log naturale (ln) della pressione iniziale diviso per la pressione finale, il calore latente (L) del materiale e la costante di gas universale (R). Il calore latente si riferisce all'attrazione tra le molecole, una proprietà del materiale che influenza il tasso di vaporizzazione. I materiali con calore latente più elevato richiedono più energia per bollire perché le molecole hanno un'attrazione più forte l'una verso l'altra.
   Stima del punto di ebollizione
   

   In generale, si può fare un'approssimazione del calo del punto di ebollizione per l'acqua in altitudine. Per ogni aumento di 500 piedi di altitudine, il punto di ebollizione dell'acqua scende di circa 0,9 ° F.
   Determinazione del punto di ebollizione mediante nomografi
   

   Un nomografo può essere utilizzato anche per stimare i punti di ebollizione dei liquidi. I nomografi usano tre scale per prevedere il punto di ebollizione. Un nomografo mostra una scala di temperatura del punto di ebollizione, una temperatura del punto di ebollizione alla scala di pressione a livello del mare e una scala di pressione generale.
   

   Per usare il nomografo, collega due valori noti usando un righello e leggi il valore sconosciuto sul terzo scala. Ad esempio, se il punto di ebollizione a livello del mare è noto e la pressione barometrica è nota, collegare quei due punti con un righello. L'estensione della linea dai due noti collegati mostra quale dovrebbe essere la temperatura del punto di ebollizione a tale elevazione. Al contrario, se la temperatura del punto di ebollizione è nota e il punto di ebollizione a livello del mare è noto, utilizzare un righello per collegare i due punti, estendendo la linea per trovare la pressione barometrica.
   Utilizzo dei calcolatori online
   

   Diversi calcolatori in linea forniscono temperature dei punti di ebollizione a diverse altezze. Molti di questi calcolatori mostrano solo la relazione tra la pressione atmosferica e il punto di ebollizione dell'acqua, ma altri mostrano ulteriori composti comuni.
   Utilizzo di grafici e tabelle
   

   Sono stati sviluppati grafici e tabelle dei punti di ebollizione di molti liquidi . Nel caso delle tabelle, il punto di ebollizione del liquido viene mostrato per diverse pressioni atmosferiche. In alcuni casi, la tabella mostra solo un liquido e il punto di ebollizione a varie pressioni. In altri casi, possono essere visualizzati diversi liquidi a diverse pressioni.
   

   I grafici mostrano le curve dei punti di ebollizione in base alla temperatura e alla pressione barometrica. I grafici, come il nomografo, usano valori noti per creare una curva o, come per l'equazione di Clausius-Clapeyron, usano il registro naturale della pressione per sviluppare una linea retta. La linea grafica mostra le relazioni note del punto di ebollizione, dato un insieme di valori di pressione e temperatura. Conoscendo un valore, seguire la linea del valore fino alla linea della pressione-temperatura rappresentata, quindi girare sull'altro asse per determinare il valore sconosciuto.