¿La sal afecta el tiempo de ebullición del agua?

Depende de la cantidad de sal que le agregues . Agregar sal aumenta la temperatura de ebullición pero disminuye la capacidad calorífica, por lo que se necesita menos calor para que hierva la solución. Para pequeñas cantidades de sal, el tiempo total aumenta; para cantidades mayores, disminuye.

Usando química simple, podemos estimar cuánto más tardaría la ebullición. La elevación de la temperatura de ebullición provocada por la adición de la sal se puede expresar como

El calor se absorbe de acuerdo con la ley.

Dejar$m_w$Sea la masa del agua y$m_s$sea ​​la masa de sal.$C_w \approx 4200\,\mathrm{J\, kg^{-1}\, K^{-1}}$es la capacidad calorífica del agua, y$C_{sol}$la capacidad calorífica de la solución. Para hervir, el agua sin sal necesita absorber calor en la cantidad de

Suponiendo una fuente de calor constante, el tiempo requerido para calentar a cierta temperatura es proporcional a la cantidad de calor necesaria. Así que si$t_1$es el tiempo que tarda el agua pura en hervir y$t_2$es el tiempo que tarda en hervir el agua + la sal, la relación de estos dos es

Ahora supongamos que usamos$1\,\mathrm{kg}$de agua y comenzar en$T_i=20^\circ \mathrm{C}$. Digamos que agregamos$10 \,\mathrm{g}$de sal; podemos usar esta calculadora en línea para obtener el número de moles, que en este caso es$0.17\,\mathrm{mol}$. Los cambios en$C$y$m$son insignificantes para una cantidad tan pequeña de sal, por lo que obtenemos

Decir en cambio agregamos$50\,\mathrm{g}$de sal, correspondiente a unos$0.86\,\mathrm{mol}$. Luego, de acuerdo con la fuente anterior, la capacidad calorífica de la solución será$C_{sol}\approx 3900\,\mathrm{J\, kg^{-1}\, K^{-1}}$. Por lo tanto, obtenemos

Entonces, si agregamos una mayor cantidad de sal, la disminución de la capacidad calorífica es suficiente para compensar el aumento de la temperatura de ebullición. La solución de agua + sal se calienta más rápido .

Tenga en cuenta, sin embargo, que estos cambios son pequeños. Como se señaló en los comentarios, la no linealidad de la ley de elevación de la temperatura de ebullición podría afectar la validez de los resultados para concentraciones más grandes. Además, los efectos difíciles de explicar causados ​​por el cambio en la densidad y la viscosidad podrían ser relevantes.

Como le interesa el tiempo , se deben considerar dos factores:

1) El aumento de la temperatura del punto de ebullición de la solución salina . Esto requiere que se transfiera más energía (también conocida como calor) a la solución que el agua pura para alcanzar la ebullición. Si esta fuera la única consideración, tomaría más tiempo alcanzar el punto de ebullición de la solución salina.

2) El cambio de conductividad y viscosidad de la solución sobre agua pura . Para cambiar la temperatura de los fluidos, el calor se transfiere desde la bandeja (¿o el vaso de precipitados?) al fluido y la presencia de iones de la sal disuelta en realidad promueve la transferencia de calor dentro del fluido. Este efecto tendería a acortar el tiempo. Pero agregar sal también aumenta la viscosidad del fluido. Esto significa que las células convectivas dentro del fluido que también ayudan a distribuir el calor serían más lentas en la solución salina, lo que aumentaría el tiempo hasta el punto de ebullición.

Si todos los demás factores son iguales, es difícil, si no imposible, predecir analíticamente utilizando los primeros principios que tardarían más en hervir. Solo puede predecir con precisión que el punto de ebullición aumentará para la solución de sal.

Entonces, la mejor manera de hacer esta determinación es experimentando .

Si y no.

No cambiará el tiempo de ebullición del agua. Si agrega sal, entonces ya no es agua, ahora es una nueva solución (sal + agua). Cambiará el punto de ebullición de la solución. Debido a que esa solución ahora tiene un punto de ebullición diferente, si nada más cambia, tomará una cantidad diferente de tiempo para hervir.

Si agrega sal al agua y luego la pone a hervir, tardará más en hervir porque las moléculas de aire están bloqueadas por la sal para que no puedan escapar, y debido a que el agua salada necesita más calor, le llevará más tiempo hervir. hervir. Técnicamente, cuanta más sal agregue, más tardará en hervir, y cuanta menos sal agregue, menos tiempo tomará.