Dado que el etanol tiene una constante dieléctrica más baja que el agua, ¿se calentaría y herviría el agua antes que el etanol? ¿Transferiría el agua calor al etanol y, dado que el etanol tiene un punto de ebullición más bajo, lo haría hervir antes que el agua?
En un microondas, la energía EMW se transfiere a las moléculas de agua, pero, dado que están en contacto inmediato con otras moléculas (como en cualquier alimento), todo el volumen se calienta. No tendrás una mezcla a dos temperaturas.
En una mezcla líquida como etanol-agua, ambos componentes se vaporizan hasta cierto punto. Si la presión de vapor combinada de los dos es igual a la presión externa, digamos 1 atm, la mezcla hervirá. Los componentes NO hierven por separado. Además, la composición del vapor y la composición del líquido serán diferentes entre sí. Este es el principio básico detrás de la destilación.
Para empeorar las cosas, las interacciones intermoleculares entre las dos especies moleculares diferentes pueden causar que sucedan cosas "extrañas". Por ejemplo, en algunas concentraciones, la mezcla puede hervir a una temperatura SUPERIOR al punto de ebullición de cualquiera de los componentes puros. Para otras mezclas, la ebullición puede tener lugar a una temperatura POR DEBAJO del punto de ebullición de cualquiera de los componentes.
Hay un diagrama del sistema de ebullición real para alcohol-agua en
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Vapor-Liquid_Equilibrium_Mixture_of_Ethanol_and_Water.png
La forma en que funciona este diagrama es la siguiente: elija una concentración (una fracción molar es el porcentaje de la mezcla por el número de moléculas de un tipo) y una temperatura. Sube el diagrama de la fracción molar a la temperatura. Ese es el punto del sistema. Si el punto del sistema está por debajo de la línea de vapor, el sistema es líquido a esa temperatura y concentración. Si está por encima de la línea de líquido, el sistema es totalmente vapor a esa temperatura y concentración.
Si el punto del sistema está entre los dos, se puede leer la composición del líquido yendo hacia la izquierda hasta que se alcance la línea y luego leyendo hacia abajo hasta la concentración. Si se desea la composición del vapor, lea al revés.
Tenga en cuenta que el sistema alcohol/agua tiene una composición, muy por encima del lado del alcohol puro del diagrama, donde el punto de ebullición del sistema está por debajo del punto de ebullición del alcohol.
No veo ninguna razón para pensar nada, pero sucederá lo siguiente:
Por otro lado, si usas una botella de ginebra bien tapada... ¡ esto sucede !
Vladimir Kalitvianski responde a la mitad de su pregunta. Intentaré responder a la segunda mitad y dar una explicación general.
Suponiendo que la muestra es lo suficientemente pequeña como para que no haya un gradiente significativo (o supongamos un gradiente, solo hace que un solo gráfico sea más inexacto), comienza a calentarlo. Como se respondió, ambos se calentarán al mismo ritmo ya que están mezclados homogéneamente. Si pudiera separar las moléculas, habría una pequeña diferencia, pero completamente insignificante a escala macroscópica.
Entonces se alcanzarán los 78,37 grados. La temperatura se estabilizará por un momento, mientras hierve el etanol, ya que todo el calor que se absorbe se gasta en hervir el alcohol a temperatura constante.
Luego, cuando todo el alcohol sea gas (supongo que un recipiente cerrado pero lo suficientemente grande), la temperatura seguirá subiendo. Se alcanzan los 100 grados y nuevamente, la temperatura se estabiliza hasta que toda el agua haya hervido.
Aquí está la representación aproximada de Temperatura vs tiempo (el cambio de estado es suave en cualquier sistema real).
: Vodka; : solo agua; : mezcla de gases.
, , ya que asumo un recipiente adiabático cerrado siendo la capacidad calorífica del gas menor que la del líquido (para el agua, no verifiqué el alcohol). Esto significa que, para la misma cantidad de calor, la temperatura del gas aumenta más rápido. También, , ya que la capacidad calorífica específica del agua es mayor que la del etanol:
Nota: el gráfico no es muy preciso porque la segunda pendiente debería ser unas 2 veces más pronunciada que la primera suponiendo un microondas con una potencia constante.
Nota 2: disculpe y corrija cualquier error de idioma por favor, no soy nativo.
usuario18684
Sklivvz
Pablo J. Gans
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Francisco Presencia
Pablo J. Gans
Sklivvz
mmc