¿Puede hervir un líquido en un recipiente cerrado?

El título lo dice todo. Cuando uno llena un recipiente (con agua por ejemplo) y lo cierra para que no pueda salir aire de él, luego calienta el recipiente continuamente, ¿el líquido puede hervir o evaporarse por completo?

¿Alguna vez has visto uno de esos artilugios de cristal con un globo en cada extremo? Contiene algún tipo de líquido en un ligero vacío, según tengo entendido. Sostienes un globo con la mano y el líquido sale del globo por el calor de tu mano.
¿Hay espacio para el aire (o algún otro gas) cuando el recipiente está cerrado?

Respuestas (2)

Sí, hervirá. Efectivamente, lo estarás calentando a volumen constante. Intentaré explicar qué sucede con el líquido (supongo que es agua) cuando hierve. Esta imagen a continuación muestra el diagrama de fase pVT (presión, volumen, temperatura) para el agua, que es una superficie 3D compleja:

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Podemos proyectar esta superficie hacia abajo para crear una representación 2D de esto llamada diagrama de TV (la imagen de arriba muestra proyecciones similares a la izquierda y a la derecha para pV y pT):

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Esto nos ayudará a visualizar lo que sucede en el diagrama de fases del agua cuando se calienta a volumen constante.

Comenzamos en el punto 1, donde tenemos agua en el recipiente a temperatura, presión y densidad atmosféricas. A medida que agregamos calor, el estado seguirá una línea de presión constante hasta el punto 2. En el punto 2, el agua comenzará a hervir. La temperatura permanecerá constante a medida que la energía térmica agregada se convierta en calor latente para el cambio de estado. Una vez que llegamos al punto 3, la parte del recipiente que inicialmente no contenía agua ahora está llena de vapor y no puede expandirse más, ya que está restringida por el recipiente. A partir de aquí, el estado seguirá una línea vertical de densidad constante: ganará temperatura y presión a medida que se agregue calor, pero la densidad no cambiará. En el punto 4, la presión ha aumentado hasta el punto en que todo el vapor volverá a convertirse en agua líquida; ahora, obviamente, está más caliente que antes y s expandido para llenar el contenedor. Más allá del punto 4, el agua seguirá aumentando de temperatura y presión y, una vez superado el punto crítico, tendremosvapor supercrítico , que no es ni líquido ni gas, pero tiene algunas propiedades de ambos.

¡Espero que ayude!

Pero, ¿la presión de vapor saturado no evitará ningún tipo de ebullición?
¿Dónde tendrás vapor saturado? Si se encuentra en la línea de saturación a la derecha del punto crítico, el calentamiento adicional aumentará la temperatura y la presión y nuevamente terminará en la región del fluido supercrítico.
@adoion Water no es 100 % incompresible, por lo que se puede comprimir, y eso es lo que sucederá, tienes un volumen constante, pero la presión aumentará. Incluso sin pasar por encima del punto de ebullición, tener la misma cantidad de moléculas en estado gaseoso requerirá mucha más presión para mantenerse en el volumen del agua originalmente líquida.
Creo que depende de si interpreta la pregunta en el sentido de que el líquido está sellado en el recipiente con algo de gas, o en su lugar sellado en el recipiente y ocupándolo por completo, sin gas ni área de vacío en el recipiente. Si no hay absolutamente nada de gas/vacío en el recipiente, entonces el líquido hervirá , después de que explote el recipiente.
@Hot Licks: supuse en mi respuesta que el contenedor inicialmente solo estaba parcialmente lleno de agua (~ 80%), ya que no estaba claramente especificado. Si comienza completamente lleno (suponiendo que el recipiente sea infinitamente fuerte), el agua simplemente seguirá una línea vertical en el diagrama desde el punto 1, porque no puede expandirse en absoluto desde el principio. Por lo tanto, en realidad no hervirá ni producirá vapor en absoluto, aunque a medida que gane calor y presión, creo que seguirá siendo un fluido supercrítico.
@Hot Licks: aunque, en una situación realista, es muy posible que el recipiente explote si no puede soportar la presión.
@ Time4Tea - Explotar es un eufemismo. Con bastante frecuencia sucede que un calentador de agua instalado incorrectamente explota, y no es inusual que la unidad se dispare literalmente por las nubes.
¿No es esto aproximadamente lo que sucede en una olla a presión?

Supongo que si tuviera un recipiente que no puede reventar y está lleno hasta el tope, diría un líquido, ya que no puede expandirse, aunque la presión aumentaría y el líquido se calentaría, pero no lo sé. seguro, pero estoy seguro de que eso es lo que sucedería. -Davis.A

Bienvenido a Physics SE y gracias por su respuesta :) ¿Cree que podría explicar su idea un poco más en detalle? Tal como está ahora, al menos tengo problemas para entenderlo exactamente.
¿Puede hervir un líquido en un recipiente cerrado?
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