Si evitas que el agua se expanda, ¿dejará de aumentar su temperatura?

El agua se expande cuando se calienta. Si calienta agua en un recipiente que evita que se expanda, ¿su temperatura alcanzará su punto máximo, tal vez alrededor del punto de ebullición?

Y si no, ¿seguirá convirtiéndose en gas sin espacio para expandirse?

Debido a que cv < cp, la temperatura aumentará más para la misma cantidad de calor agregado. “Pasando a gas”, eso sí, claro, hay que calentar por encima de la temperatura crítica. Pero ese "gas" es muy extraño, llamado agua supercrítica, tiene propiedades muy exóticas, que van desde líquido hasta gas real sin una transición intermedia.
@Georg: Creo que tu comentario es en realidad una respuesta.

Respuestas (2)

No, su temperatura no dejará de subir. Las sustancias tienen temperatura y densidad. Recuerda que en química tenías dos capacidades caloríficas diferentes, presión constante y volumen constante. El agua seguirá calentándose, aunque la capacidad calorífica es la capacidad calorífica a volumen constante. A cierta temperatura, se convierte en gas, con la misma densidad que tenía al principio.

En el uso diario de la física, estás hablando de una situación de olla a presión: un recipiente fuerte y calor aplicado. La olla a presión tiene una válvula que libera vapor para detener la temperatura en un punto superior al punto de ebullición del agua a temperaturas y presiones normales. Ese es el objetivo, cocinar a temperaturas más altas más rápido.

Estudia las fases del agua en este artículo .

Cuando aplicas calor a un recipiente cerrado con agua, cambias su fase a vapor y se mezcla, elevando la presión. Al final toda la energía se va a calentar porque no hay otra salida y se conserva la energía.

En el primer gráfico se ve que cuando la presión aumenta, la temperatura aumenta, y aunque es una función de muchos valores, es decir, el camino físico puede tomar diferentes valores dependiendo de las condiciones iniciales, la respuesta es que la temperatura seguirá aumentando. hasta que el recipiente explote por la acumulación de presión.

La pregunta era sobre un recipiente que "evitaba la expansión del agua". Esto significa un contenedor (hipotético) con expansión de volumen cero y una fuerza fantástica.
@Georg, tal vez no esté familiarizado con los utensilios de cocina, pero eso es lo que es una olla a presión: un recipiente fuerte para que la presión pueda acumularse para aumentar la temperatura de cocción. La única diferencia con la pregunta es que la olla a presión tiene una válvula de escape para que salga vapor y la temperatura no suba más de la especificada para las necesidades de cocción. Podía hacer su experimento con una olla a presión donde soldaba la válvula.
¡Estoy muy al tanto de las ollas de Denise Papins!. Conservo dos de ellos que ahora tienen más de 50 años. ¡Su problema parece ser que la pregunta es sobre encerrar el agua en un recipiente sin espacio libre y así "evitar su expansión"!
El agua de @Georg no se expande mucho con el calor hasta que alcanza el punto de vapor y, de todos modos, se puede usar la olla a presión para el experimento llenándola hasta el tope con agua y soldando la válvula.
Si desea romper la junta de la tapa, ¡continúe! Esta junta es la válvula de seguridad definitiva en ollas a presión. Esto: "el agua no se expande mucho con el calor hasta que alcanza el punto de vapor" es una simple tontería. Todo este hilo trata sobre la pequeña expansión de líquidos, que romperá cualquier recipiente al que pueda tener acceso.
Según la tabla de la wikipedia en.wikipedia.org/wiki/Thermal_expansion , la expansión térmica del agua es del orden de 10^-4 por grado C. Alcanzará el punto crítico para vapor/agua/en el diagrama de fase que vinculé anteriormente y ya no será agua líquida, como también dice en su comentario a la pregunta principal, sino un gas extraño. La pregunta es si la temperatura subirá, no si el agua en fase líquida puede romper un recipiente fuerte (que necesita un cálculo). La temperatura subirá.
El agua tiene una anomalía cercana al punto de congelación, a partir de 20 °C en adelante la dilatación es de 10 exp-3 como para todos los líquidos. La expansión de volumen del acero es 30 * 10 exp-5. Después de este paseo a la potestad normativa de lo fáctico, se puede empezar a calcular.