Calculadora de Presión de Vapor del Agua (Ecuación de Antoine)

Introduce una temperatura (°C o °F) para calcular la presión de vapor del agua en mmHg, kPa, atm y bar usando la ecuación de Antoine. Cambia la presión ambiente para ver cómo la altitud reduce el punto de ebullición.

Qué es la presión de vapor del agua según la ecuación de Antoine

La presión de vapor es la presión que ejerce el vapor de un líquido cuando, dentro de un recipiente sellado, se alcanza el equilibrio líquido-vapor: el punto en el que la evaporación y la condensación ocurren exactamente al mismo ritmo. Como las moléculas más calientes se mueven con más energía y escapan del líquido con más facilidad, la presión de vapor aumenta bruscamente al subir la temperatura. Esta herramienta utiliza la ecuación de Antoine, log10(P) = A − B / (C + T), una fórmula muy usada en ingeniería química, para calcular la presión de vapor del agua entre 0 y 100°C simultáneamente en cuatro unidades: mmHg, kPa, atm y bar.

La ebullición se define como el momento exacto en que la presión de vapor de un líquido iguala a la presión ambiente que lo rodea. Cambiando la presión ambiente respecto al valor estándar al nivel del mar, puedes ver numéricamente cómo desciende el punto de ebullición a medida que aumenta la altitud. Es un complemento práctico para las clases de química de secundaria y universidad, y para las dudas cotidianas que surgen al hacer senderismo o cocinar en altitud.

Cómo calcular la presión de vapor del agua

  1. Elige la unidad de temperatura Selecciona Celsius (°C) o Fahrenheit (°F). El valor en Fahrenheit se convierte automáticamente a Celsius antes de calcular.
  2. Introduce la temperatura Escribe la temperatura que quieres comprobar. El rango admitido es de 0 a 100°C (32 a 212°F).
  3. Lee la presión de vapor en cuatro unidades El panel de resultados muestra la presión de vapor simultáneamente en mmHg, kPa, atm y bar.
  4. Ajusta la presión ambiente Usa los valores predefinidos de nivel del mar o cumbre del Monte Fuji, o introduce tu propio valor en kPa, para ver si se produce ebullición a esa presión.

Consejos para aprovecharla mejor

  • Los coeficientes de Antoine usados aquí solo son válidos entre 0 y 100°C; fuera de ese rango no se muestra resultado porque una extrapolación simple sería poco fiable.
  • Cambia la presión ambiente para simular una altitud y ver a qué temperatura herviría el agua allí.
  • Una olla a presión eleva artificialmente la presión interna por encima de la atmosférica, lo que sube el punto de ebullición por encima de 100°C y acorta el tiempo de cocción.
  • Si solo conoces la temperatura en °F, basta con cambiar el botón de unidad: se convierte automáticamente a °C antes de calcular.
  • Conviene recordar la definición: la ebullición comienza justo cuando la presión de vapor de un líquido iguala a la presión ambiente que lo rodea.

Usos prácticos de esta calculadora de presión de vapor

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Glosario de la presión de vapor

Presión de vapor
La presión que ejerce un vapor cuando alcanza el equilibrio con su líquido en un recipiente sellado. Aumenta bruscamente con la temperatura.
Ecuación de Antoine
Una fórmula empírica, log10(P) = A − B / (C + T), que aproxima la relación entre presión de vapor y temperatura usando constantes A, B y C propias de cada sustancia.
Punto de ebullición
La temperatura a la que la presión de vapor de un líquido iguala a la presión ambiente que lo rodea. A menor presión ambiente, esa condición se cumple a menor temperatura.
Presión atmosférica
La presión que ejerce el aire sobre un lugar determinado. Disminuye con la altitud a medida que el aire se enrarece.
Equilibrio líquido-vapor
Un estado dentro de un recipiente sellado en el que la velocidad de evaporación iguala a la de condensación, de modo que el sistema parece invariable desde fuera.
Atmósfera estándar
El valor de referencia de la presión atmosférica cerca del nivel del mar, definido como 101,325 kPa (1 atm). Esta herramienta lo usa como presión ambiente predeterminada.

Preguntas frecuentes

La ebullición ocurre cuando la presión de vapor de un líquido iguala a la presión ambiente que lo rodea. Como la presión atmosférica baja con la altitud, la presión de vapor del agua alcanza esa presión más baja a una temperatura menor, así que el punto de ebullición desciende. Cerca de la cumbre del Monte Fuji, el agua hierve a unos 87°C.

En un recipiente sellado, un líquido y el vapor que produce alcanzan un equilibrio en el que evaporación y condensación ocurren al mismo ritmo; la presión del vapor en ese punto es la presión de vapor. Como las temperaturas más altas implican moléculas más energéticas, la presión de vapor aumenta bruscamente con la temperatura.

Es una fórmula empírica que aproxima la relación entre presión de vapor y temperatura como log10(P) = A − B / (C + T). Usando las constantes A, B y C propias de cada sustancia, permite calcular la presión de vapor con precisión práctica sin recurrir a la más compleja ecuación de Clausius-Clapeyron.

Una olla a presión sella su tapa para mantener la presión interna por encima de la atmosférica. Como la ebullición requiere que la presión de vapor iguale a la presión circundante, una presión circundante más alta exige una temperatura más alta antes de que comience a hervir. Esto permite que el agua interior supere los 100°C sin hervir, transfiriendo más calor a los alimentos.

Los coeficientes de Antoine usados aquí son los valores estándar ajustados para reproducir datos experimentales del agua entre 0 y 100°C. Fuera de ese rango —temperaturas bajo cero o vapor sobrecalentado muy por encima de 100°C— una extrapolación ingenua introduciría un error considerable, por lo que esta herramienta omite intencionadamente el resultado.
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Curiosidad — "El agua hierve a 100°C" es un hecho condicional

Cuando un líquido se mantiene en un recipiente sellado, las velocidades de evaporación y condensación acaban equilibrándose, alcanzando un estado llamado equilibrio líquido-vapor en el que coexisten gas y líquido. La presión de ese gas es la presión de vapor. No es una propiedad fija de una sustancia: a medida que sube la temperatura, las moléculas se mueven con más energía y se evaporan más fácilmente, por lo que la presión de vapor aumenta bruscamente con la temperatura. En el siglo XIX, el ingeniero francés Louis Charles Antoine demostró que esta relación entre temperatura y presión de vapor podía aproximarse con una sencilla ecuación empírica, y la ecuación de Antoine sigue siendo hoy una de las aproximaciones de presión de vapor más usadas en los libros de ingeniería química.

La ebullición ocurre cuando las burbujas que se forman dentro de un líquido pueden ascender hasta la superficie sin colapsar, es decir, cuando la presión de vapor del líquido iguala a la presión ambiente que lo rodea. Bajo la presión atmosférica estándar a nivel del mar (unos 101,325 kPa), la presión de vapor del agua alcanza ese valor exactamente a 100°C, por lo que aprendemos que "el agua hierve a 100°C". Pero esto solo es cierto en la condición específica de estar cerca del nivel del mar.

A medida que aumenta la altitud, la presión atmosférica circundante disminuye. Cerca de la cumbre del Monte Fuji (unos 3.776 m), la presión cae a aproximadamente el 60% de su valor a nivel del mar, así que la temperatura a la que la presión de vapor del agua alcanza esa presión más baja —su punto de ebullición— también baja hasta los 80°C y pico. Por eso el arroz cocinado durante un ascenso a menudo no queda bien hecho por dentro. Por el contrario, una olla a presión sella el vapor para elevar artificialmente la presión interna, empujando el punto de ebullición por encima de 100°C para que los alimentos se cocinen a fondo en menos tiempo.