Diferencia entre punto de fusión y punto de ebullición
Tema: ciencia.
El punto de fusión es la temperatura a la que una sustancia pasa de sólido a líquido; el punto de ebullición es la temperatura a la que pasa de líquido a gas, casi siempre más alta que la de fusión.
Ambos valores se miden a una presión determinada, habitualmente la presión atmosférica normal, porque cambian si la presión cambia.
Tabla comparativa: punto de fusión y punto de ebullición
| Punto de fusión | Punto de ebullición | |
|---|---|---|
| Cambio de estado | De sólido a líquido. | De líquido a gas. |
| Sensibilidad a la presión | Baja: varía poco con cambios normales de presión. | Alta: baja claramente al disminuir la presión atmosférica. |
| Valor en el agua (1 atm) | 0 °C (273,15 K). | 100 °C (373,15 K). |
| Qué mide en el proceso inverso | Coincide con el punto de solidificación del líquido. | Coincide con el punto de condensación del gas. |
Qué es el punto de fusión
El punto de fusión es la temperatura a la que una sustancia pasa del estado sólido al estado líquido a una presión determinada. Durante la fusión, la temperatura de la sustancia se mantiene constante mientras dura el cambio de estado, aunque se le siga entregando calor: esa energía se invierte en romper el orden de la red del sólido, no en aumentar la temperatura, hasta que todo el sólido se ha convertido en líquido. El agua funde a 0 °C a la presión atmosférica normal (1 atm); el hierro, en cambio, funde a una temperatura mucho más alta, alrededor de 1538 °C.
El punto de fusión de una sustancia pura es una propiedad característica que sirve para identificarla en el laboratorio: una muestra que funde exactamente a la temperatura esperada, sin un intervalo amplio, suele ser una señal de pureza. El proceso inverso, el paso de líquido a sólido al enfriar, ocurre a la misma temperatura y se llama solidificación o congelación.
Qué es el punto de ebullición
El punto de ebullición es la temperatura a la que la presión de vapor de un líquido iguala a la presión atmosférica que lo rodea, momento en el que se forman burbujas de vapor en todo el volumen del líquido, no solo en su superficie. El agua hierve a 100 °C al nivel del mar, donde la presión atmosférica es de aproximadamente 1 atm, pero a mayor altitud, donde la presión atmosférica es menor, el agua hierve a una temperatura más baja: por eso cocinar a gran altitud lleva más tiempo, ya que el agua no alcanza los 100 °C.
A diferencia del punto de fusión, el punto de ebullición depende mucho de la presión, porque el propio fenómeno consiste en que la presión de vapor del líquido alcance a la presión exterior. Por eso los valores de ebullición que aparecen en las tablas siempre se dan junto con la presión de referencia, casi siempre 1 atm o 101,3 kPa.
Ejemplos que muestran la diferencia
El etanol funde a −114 °C y hierve a 78 °C aproximadamente, dos temperaturas muy distintas dentro de la misma sustancia.
En una olla a presión, el agua puede alcanzar temperaturas superiores a 100 °C sin hervir, porque el aumento de presión interior eleva su punto de ebullición.
Un cubito de hielo empieza a fundirse en cuanto la temperatura ambiente supera los 0 °C, mucho antes de que el agua resultante pueda llegar a hervir.
Cuándo usar cada término
- Usa punto de fusión para el paso de sólido a líquido, y ten presente que cambia poco con la presión en la mayoría de las sustancias.
- Usa punto de ebullición para el paso de líquido a gas, y recuerda especificar la presión si el contexto no es la presión atmosférica normal.
- Si el dato aparece sin presión indicada, asume que se refiere a 1 atm, la referencia habitual en tablas de química general.
Preguntas frecuentes
¿Por qué el agua hierve antes en la montaña que a nivel del mar?
Porque a mayor altitud la presión atmosférica es menor, y el punto de ebullición depende de que la presión de vapor del líquido iguale a la presión exterior: al ser esta más baja, el agua alcanza ese equilibrio a una temperatura inferior a 100 °C.
¿La temperatura sube durante la fusión o la ebullición?
No, se mantiene constante mientras dura el cambio de estado. Toda la energía que se entrega en forma de calor se emplea en romper las fuerzas que mantienen unidas las partículas en el estado anterior, y la temperatura solo vuelve a subir cuando el cambio de estado ha terminado por completo.
¿Por qué el punto de ebullición varía más con la presión que el de fusión?
Porque la ebullición depende directamente de que la presión de vapor del líquido alcance a la presión exterior, así que un cambio en esa presión exterior desplaza de forma directa la temperatura a la que ocurre. La fusión, en cambio, depende sobre todo de la estructura interna del sólido, que cambia mucho menos con la presión en condiciones habituales.