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Calculadora de Clausius-Clapeyron: presión de vapor a otra temperatura

Calcula la presión de vapor de un líquido a una nueva temperatura con la ecuación de Clausius-Clapeyron, a partir de una presión conocida y la entalpía de vaporización.

Presión de vapor conocida P₁

Temperatura T₁

Temperatura objetivo T₂

Entalpía de vaporización

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Cómo funciona

ln(P₂ ÷ P₁) = −(ΔHvap ÷ R) × (1/T₂ − 1/T₁) → P₂ = P₁ × e^(resultado) · R = 8.314 J/(mol·K)

La ecuación de Clausius-Clapeyron relaciona la presión de vapor de un líquido con su temperatura a través de la entalpía de vaporización. Como la presión de vapor crece de forma exponencial con la temperatura, un calentamiento moderado puede multiplicarla varias veces. Si conoces un par presión-temperatura medido y la entalpía de vaporización, puedes predecir la presión de vapor a cualquier otra temperatura; así se estiman los puntos de ebullición en la altura o las condiciones de una destilación.

Ejemplo resuelto

El agua hierve a 373.15 K (100 °C), donde su presión de vapor es 1 atm, y su ΔHvap ≈ 40,700 J/mol. ¿Qué presión de vapor tiene a 363.15 K (90 °C)? ln(P₂/1) = −(40,700 ÷ 8.314) × (1/363.15 − 1/373.15) = −0.3612, así que P₂ = e^(−0.3612) = 0.6968 atm. A 350 K el cálculo da 0.4199 atm: por eso en una ciudad alta como La Paz o Bogotá el agua hierve por debajo de 100 °C.

Fuentes: Clausius–Clapeyron relation — Wikipedia

Preguntas frecuentes

¿Por qué las temperaturas deben ir en kelvin?

La ecuación usa el inverso de la temperatura absoluta (1/T). La escala Celsius tiene un cero arbitrario, así que sus inversos no tienen sentido físico. Suma 273.15 a los grados Celsius antes de calcular.

¿Qué indica la entalpía de vaporización?

Qué tan rápido cambia la presión de vapor con la temperatura. Los líquidos con fuerzas intermoleculares fuertes, como el agua, tienen una ΔHvap grande y una curva de presión de vapor más empinada que los líquidos volátiles con fuerzas débiles.

¿La entalpía de vaporización es constante?

No del todo: disminuye un poco al subir la temperatura, así que la ecuación de dos puntos es una aproximación. En un intervalo moderado es bastante precisa; en intervalos muy amplios conviene usar una ΔHvap que dependa de la temperatura.

¿Cómo se calcula el punto de ebullición en la altura?

Usa como P₂ la presión atmosférica del lugar y despeja T₂ de la ecuación. Cuanto menor es la presión, menor es la temperatura a la que la presión de vapor del agua la iguala, y por eso el agua hierve a menos de 100 °C en la montaña.

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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.