Cuándo hierve
La presión de vapor iguala la presión exterior. El punto normal corresponde a 1 atm.
FÍSICA · CAMBIOS DE FASE
Ejemplos de punto de ebullición: temperaturas y problemas resueltos
El agua hierve cerca de 100 °C a 1 atm; el etanol, a unos 78,4 °C; el nitrógeno, a −195,8 °C. Pero cambiar la presión cambia la temperatura de ebullición. Estos 25 ejemplos muestran cómo leer los valores y calcular la energía o la cantidad de vapor.
La clave: temperatura, presión y energía
Cuánta energía
Q = mLᵥ, si la muestra ya está a su temperatura de ebullición.
Antes de hervir
Q = mcΔT para calentar sin cambiar de fase; después se suma la vaporización.
Las quince temperaturas corresponden a sustancias puras a 1 atm, con redondeo. Son datos de consulta, no prácticas para calentar estas sustancias. La masa determina cuánta energía hace falta, pero no el punto de ebullición de una sustancia pura a presión fija.
Quince sustancias y sus temperaturas
EJEMPLO 01
Helio (He)
Punto de ebullición normal aproximado: −268,9 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
Un punto de ebullición puede estar muy por debajo de 0 °C.
En este caso: −268,9 °C a 1 atm.
El valor corresponde al helio común, principalmente helio-4: unos 4,2 K.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 02
Oxígeno (O₂)
Punto de ebullición normal aproximado: −183,0 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
El oxígeno líquido hierve a temperatura criogénica.
En este caso: −183,0 °C a 1 atm.
No se usa el punto de ebullición del oxígeno puro como si fuera el del aire, que es una mezcla.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 03
Nitrógeno (N₂)
Punto de ebullición normal aproximado: −195,8 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
Su ebullición normal ocurre a menor temperatura que la del oxígeno.
En este caso: −195,8 °C a 1 atm.
Que un gas sea habitual a temperatura ambiente no significa que nunca pueda ser líquido.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 04
Etanol o alcohol etílico (C₂H₅OH)
Punto de ebullición normal aproximado: 78,4 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
El etanol puro hierve a menor temperatura que el agua pura.
En este caso: 78,4 °C a 1 atm.
El valor no describe cualquier bebida ni cualquier mezcla de agua y alcohol.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 05
Acetona (C₃H₆O)
Punto de ebullición normal aproximado: 56,2 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
Tiene una ebullición normal inferior a la del etanol.
En este caso: 56,2 °C a 1 atm.
Un líquido también puede evaporarse antes de alcanzar esta temperatura.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 06
Cloroformo (CHCl₃)
Punto de ebullición normal aproximado: 61,2 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
Su temperatura de ebullición queda entre las de la acetona y el etanol.
En este caso: 61,2 °C a 1 atm.
La comparación se hace a la misma presión; cambiarla puede cambiar el resultado observado.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 07
Mercurio (Hg)
Punto de ebullición normal aproximado: 356,6 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
Un metal líquido también tiene un punto de ebullición.
En este caso: 356,6 °C a 1 atm.
Estar en estado líquido a temperatura ambiente no obliga a hervir a baja temperatura.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 08
Tetracloruro de carbono (CCl₄)
Punto de ebullición normal aproximado: 76,7 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
Su punto de ebullición es mayor que el del cloroformo.
En este caso: 76,7 °C a 1 atm.
La semejanza química entre dos sustancias no implica igualdad de sus temperaturas de transición.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 09
Agua (H₂O)
Punto de ebullición normal aproximado: 100 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
El valor habitual de 100 °C supone agua pura a presión atmosférica normal.
En este caso: 100 °C a 1 atm.
A otra presión puede hervir por debajo o por encima de ese valor.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 10
Benceno (C₆H₆)
Punto de ebullición normal aproximado: 80,2 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
Su temperatura de ebullición es cercana, pero no idéntica, a la del etanol.
En este caso: 80,2 °C a 1 atm.
Datos próximos no bastan para identificar una sustancia desconocida.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 11
Naftaleno (C₁₀H₈)
Punto de ebullición normal aproximado: 218 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
El naftaleno funde cerca de 80 °C, pero hierve mucho después, alrededor de 218 °C.
En este caso: 218 °C a 1 atm.
Fusión, sublimación y ebullición son transiciones diferentes. No le corresponde una ebullición normal de 100 °C.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 12
Azufre (S)
Punto de ebullición normal aproximado: 444,6 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
El azufre puede pasar de líquido a vapor a una temperatura superior a la del mercurio.
En este caso: 444,6 °C a 1 atm.
El símbolo S identifica el elemento; no pretende describir todas las especies moleculares presentes en su vapor.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 13
Estaño (Sn)
Punto de ebullición normal aproximado: 2586 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
El estaño funde cerca de 232 °C, pero su ebullición normal exige una temperatura mucho mayor.
En este caso: 2586 °C a 1 atm.
Fundir un metal no significa que ya esté hirviendo.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 14
Plomo (Pb)
Punto de ebullición normal aproximado: 1749 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
El plomo tiene una temperatura de ebullición elevada, aunque menor que la del estaño.
En este caso: 1749 °C a 1 atm.
A 25 °C y 1 atm, el plomo es sólido: antes de hervir debe pasar por la fusión.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 15
Zinc (Zn)
Punto de ebullición normal aproximado: 907 °C.
Clave: Presión de vapor = presión exterior
Entre zinc, plomo y estaño, el zinc tiene el menor punto de ebullición normal.
En este caso: 907 °C a 1 atm.
La comparación solo es válida si todos los datos corresponden a la misma presión.
Condiciones: Sustancia pura; 1 atm = 101,325 kPa. Valor redondeado de referencia.
Evaporación y efecto de la presión
EJEMPLO 16
Una taza pierde agua sin hervir
Una taza con agua a 25 °C va perdiendo líquido. ¿Ha alcanzado su punto de ebullición?
Clave: Evaporación y ebullición son formas de vaporización
No. En la evaporación, moléculas abandonan la superficie sin que haya ebullición en el interior.
Al calentar agua, las primeras burbujas pueden ser gases disueltos que salen; tampoco demuestran por sí solas que el agua hierva.
En este caso: Evaporarse no exige alcanzar 100 °C.
En la ebullición se forman burbujas de vapor capaces de crecer dentro del líquido. Vapor es la fase gaseosa, no un estado intermedio que después deba convertirse en gas.
Condiciones: Agua a presión atmosférica; distinguir salida de aire disuelto de formación sostenida de vapor.
EJEMPLO 17
Agua en una montaña: menor presión
En un lugar elevado la presión exterior es de unos 56 kPa, aproximadamente 420 mmHg. ¿Hierve el agua a 100 °C?
Clave: Menor presión exterior → menor temperatura de ebullición
56 kPa es bastante menos que 101,325 kPa.
El agua alcanza antes la presión de vapor necesaria: a esa presión hierve aproximadamente a 84 °C.
En este caso: Puede hervir sin llegar a 100 °C.
En una montaña como el Mont Blanc, la baja presión permite hervir por debajo de 100 °C. La altitud no fija una temperatura exacta: también cambian las condiciones atmosféricas.
Condiciones: Agua pura en recipiente abierto; presión absoluta aproximada de 56 kPa.
EJEMPLO 18
Una olla a presión: temperatura mayor
Compara agua hirviendo a 101,3 kPa y a unos 198,7 kPa de presión absoluta.
Clave: Mayor presión exterior → mayor temperatura de ebullición
A 101,3 kPa hierve cerca de 100 °C.
A 198,7 kPa, las tablas de saturación sitúan la ebullición cerca de 120 °C.
Si el ambiente está a 101,3 kPa, la presión manométrica del segundo caso es 198,7 − 101,3 = 97,4 kPa.
En este caso: La mayor temperatura puede acelerar la cocción.
No existe una regla universal de «doble rapidez a 110 °C» o «cuádruple a 120 °C»: el tiempo depende del alimento y del proceso.
Condiciones: Ejemplo físico idealizado, no ajuste de un aparato ni procedimiento de conservación de alimentos.
EJEMPLO 19
Agua a 200 °C en un sistema presurizado
¿A qué presión de saturación puede coexistir agua líquida con vapor a 200 °C?
Clave: Consultar presión de saturación a la temperatura dada
La tabla NIST basada en IAPWS-95 da aproximadamente 1,5549 MPa.
Equivale a 1554,9 kPa o 15,549 bar de presión absoluta.
En este caso: A 200 °C la coexistencia líquido–vapor exige mucha más presión que la atmosférica.
No se extrapola linealmente desde 100 °C: duplicar la temperatura en grados Celsius no significa duplicar la presión de saturación.
Condiciones: Agua pura en saturación; presión absoluta. Ejemplo de lectura de tablas, no de operación de calderas.
Cinco problemas de energía y cantidad de vapor
EJEMPLO 20
Vaporizar 100 g de agua que ya hierve
¿Qué energía transforma 100 g de agua a 100 °C en vapor a 100 °C? Usa Lᵥ ≈ 2256 kJ/kg.
Clave: Q = mLᵥ
m = 100 g = 0,100 kg.
Q = 0,100 kg × 2256 kJ/kg = 225,6 kJ.
En este caso: El agua absorbe aproximadamente 225,6 kJ.
Lᵥ es energía por masa: 2256 kJ/kg = 2256 J/g ≈ 539 cal/g. «540 calorías» sin indicar la masa es incompleto.
Condiciones: Agua pura a 1 atm; vaporización completa, sin pérdidas ni calentamiento del recipiente.
EJEMPLO 21
De agua a 20 °C a vapor a 100 °C
Calcula la energía necesaria para transformar 100 g de agua a 20 °C en vapor a 100 °C. Usa c ≈ 4,18 kJ/(kg·K).
Clave: Q_total = mcΔT + mLᵥ
Calentar: Q₁ = 0,100 × 4,18 × (100 − 20) = 33,44 kJ.
Vaporizar: Q₂ = 0,100 × 2256 = 225,6 kJ.
Total: Q = 33,44 + 225,6 = 259,04 kJ ≈ 259 kJ.
En este caso: Llegar a 100 °C y vaporizar toda el agua son dos etapas distintas.
Un aumento de 80 °C equivale a 80 K. La mayor parte de esta energía se emplea en cambiar de fase.
Condiciones: 1 atm; calor específico aproximado constante; sin pérdidas, recipiente ni sobrecalentamiento del vapor.
EJEMPLO 22
Vaporización parcial
100 g de agua a 100 °C reciben 56,4 kJ. ¿Cuánta agua se transforma en vapor?
Clave: m_vapor = Q/Lᵥ
m_vapor = 56,4/2256 = 0,025 kg = 25 g.
Quedan 100 − 25 = 75 g de agua líquida.
En este caso: Solo se vaporiza una cuarta parte de la masa inicial.
La temperatura permanece cerca de 100 °C mientras coexisten líquido y vapor en estas condiciones.
Condiciones: Agua pura a 1 atm; energía recibida por la muestra, sin pérdidas.
EJEMPLO 23
Más potencia: más vapor, no necesariamente mayor temperatura
Una muestra ya está hirviendo a 1 atm y recibe una potencia neta constante de 500 W. Estima la masa vaporizada por minuto.
Clave: m = P_neta·t/Lᵥ
Q = 500 J/s × 60 s = 30 000 J = 30 kJ.
m = 30/2256 kg ≈ 0,0133 kg = 13,3 g.
En este caso: Se vaporizan unos 13,3 g por minuto.
Si la potencia neta se duplica, la tasa ideal de vaporización se duplica. Que la temperatura permanezca casi constante no fija por sí solo una tasa constante.
Condiciones: Agua suficiente a 100 °C y 1 atm; potencia neta que llega al cambio de fase, después de pérdidas.
EJEMPLO 24
Condensar vapor devuelve energía
Se condensan 20 g de vapor de agua a 100 °C en agua a la misma temperatura. ¿Qué calor intercambia la muestra?
Clave: Q_muestra = −mLᵥ
Q_muestra = −0,020 × 2256 = −45,12 kJ.
En este caso: La muestra libera 45,12 kJ al entorno.
El signo negativo indica calor que sale de la muestra. Enfriar después el agua líquida sería una etapa adicional.
Condiciones: 1 atm; condensación completa a 100 °C, sin enfriamiento posterior.
Qué cambia en una mezcla
EJEMPLO 25
Una mezcla no hereda el punto del componente puro
Una mezcla de agua y etanol se calienta a 1 atm. ¿Tiene que hervir exactamente a 78,4 °C?
Clave: El punto de ebullición también depende de la composición
No: 78,4 °C es la referencia del etanol puro.
En muchas mezclas, la composición del líquido cambia al hervir y la temperatura también puede cambiar. Hay composiciones especiales, llamadas azeotrópicas, que hierven sin cambiar su composición a una presión dada.
En este caso: No se asigna a la mezcla el valor de una sustancia pura.
Una temperatura de ebullición constante tampoco prueba por sí sola que una muestra sea pura.
Condiciones: Comparación conceptual a presión fija; no se calcula aquí una curva de equilibrio de mezclas.
Seis ejercicios para practicar
Trabaja con presión absoluta y convierte la masa a kilogramos antes de calcular la energía.
- Ordena los puntos normales: nitrógeno −195,8 °C, etanol 78,4 °C y agua 100 °C.
- ¿Qué ocurre con el punto de ebullición del agua si baja la presión exterior?
- Vaporiza 50 g de agua que ya está a 100 °C. Usa Lᵥ = 2256 kJ/kg.
- 100 g de agua hirviendo reciben 22,56 kJ. ¿Cuánta masa líquida queda?
- Una potencia neta de 1000 W actúa durante 60 s sobre agua hirviendo. ¿Cuánto se vaporiza?
- Un manómetro marca 97,4 kPa y el ambiente está a 101,3 kPa. ¿Cuál es la presión absoluta?
Ver soluciones explicadas
- Nitrógeno < etanol < agua. La comparación mantiene 1 atm.
- Disminuye, dentro de la región donde existe equilibrio líquido–vapor.
- Q = 0,050 × 2256 = 112,8 kJ, a 1 atm y sin pérdidas.
- Se vaporizan 22,56/2256 = 0,010 kg = 10 g; quedan 90 g.
- Q = 60 kJ; m = 60/2256 kg ≈ 26,6 g, a 1 atm y con agua suficiente.
- P_absoluta = 97,4 + 101,3 = 198,7 kPa. Para consultar tablas de saturación se usa la absoluta.
Cómo elegir los datos
- Temperatura de ebullición: consulta sustancia, composición y presión.
- Presión absoluta: suma la presión ambiente a la manométrica antes de consultar una tabla de saturación.
- Calor latente Lᵥ: usa el valor de la sustancia a la temperatura de trabajo; no es constante para cualquier presión.
- Varias etapas: separa calentamiento del líquido, vaporización y, si corresponde, calentamiento posterior del vapor.
- Potencia: Q = P·t expresa energía; usa la potencia neta transferida a la muestra.
Errores frecuentes
- Todo líquido hierve a 100 °C: esa referencia es del agua pura a 1 atm.
- Evaporación equivale a ebullición: puede haber evaporación superficial sin burbujas de vapor en el interior.
- Más fuego siempre aumenta la temperatura: durante la ebullición de una sustancia pura a presión fija, la energía puede aumentar la cantidad de vapor.
- 540 calorías es una temperatura: es energía; el calor latente específico debe expresarse por unidad de masa.
- La primera burbuja prueba la ebullición: puede deberse a gases disueltos.
- Confundir presión manométrica y absoluta: una lectura de 100 kPa en el manómetro no significa necesariamente 100 kPa absolutos.
- Una temperatura constante garantiza pureza: existen mezclas azeotrópicas.
Referencias
Selección y desarrollo: Editorial Ejemplode. Consultadas el 7 de octubre de 2026.
- OpenStax · Transiciones de fase. Presión de vapor y ebullición normal.
- OpenStax · Cambios de fase. Calor latente y calentamiento por etapas.
- NIST · Tablas de agua y vapor (PDF). Presiones de saturación y entalpías según IAPWS-95.
- Referencia de helio. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de oxígeno. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de nitrógeno. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de etanol o alcohol etílico. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de acetona. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de cloroformo. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de mercurio. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de tetracloruro de carbono. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de agua. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de benceno. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de naftaleno. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de azufre. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de estaño. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de plomo. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- Referencia de zinc. Valor aproximado de ebullición de la sustancia pura.
- NIST · Saturación según temperatura (PDF). A 84 °C, presión de saturación de 55,635 kPa; base del ejemplo de montaña.
- UCSB · Burbujas al calentar agua. Salida de aire disuelto antes de la ebullición.
- Smith College · Composición azeotrópica. Ejemplo de mezcla agua–etanol con igual composición en líquido y vapor.