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La temperatura de ebullición de una sustancia es una propiedad intensiva, lo que significa que no depende de la cantidad de sustancia presente. Esto se debe a la naturaleza intrínseca de las propiedades intensivas, que están determinadas por la identidad química y las fuerzas intermoleculares de la sustancia, no por la cantidad de materia.
### Razones por las cuales la temperatura de ebullición no depende de la cantidad de sustancia:
1. **Propiedades Intensivas vs. Extensivas**:
- **Propiedades intensivas**: Estas propiedades no cambian con la cantidad de sustancia. Ejemplos incluyen la temperatura de ebullición, la densidad y la temperatura.
- **Propiedades extensivas**: Estas propiedades dependen de la cantidad de sustancia. Ejemplos incluyen la masa, el volumen y la energía total.
La temperatura de ebullición es una propiedad intensiva. Esto significa que, independientemente de si tienes 1 litro o 10 litros de agua, la temperatura a la cual el agua hierve bajo una presión dada es la misma.
2. **Equilibrio de Energía**:
- La ebullición ocurre cuando la presión de vapor de la sustancia iguala la presión atmosférica. La presión de vapor es una propiedad que depende de la naturaleza de la sustancia y la temperatura, no de la cantidad de sustancia.
- Cuando una sustancia alcanza su temperatura de ebullición, la energía añadida se usa para romper las fuerzas intermoleculares y cambiar de fase, en lugar de aumentar la temperatura.
3. **Interacciones Moleculares**:
- La temperatura de ebullición está determinada por las fuerzas intermoleculares (como las fuerzas de Van der Waals, enlaces de hidrógeno, etc.) en la sustancia. Estas fuerzas son características de las moléculas individuales y no cambian con la cantidad de sustancia.
- Por ejemplo, el agua hierve a 100 °C (a presión atmosférica estándar) porque las fuerzas de enlace de hidrógeno requieren una cierta cantidad de energía (temperatura) para superar y permitir que las moléculas pasen a la fase gaseosa. Esta energía requerida es la misma sin importar si tienes un vaso de agua o una piscina llena de agua.
4. **Presión Constante**:
- Bajo condiciones de presión constante, la temperatura de ebullición se mantiene igual para una sustancia pura. Si cambias la cantidad de sustancia, no estás alterando la presión externa ni las fuerzas intermoleculares, por lo que la temperatura de ebullición permanece inalterada.
### Ejemplo
Si tienes un recipiente con 1 litro de agua y otro con 5 litros de agua, ambos hierven a 100 °C bajo presión atmosférica estándar. Aunque la cantidad de agua es diferente, la energía térmica necesaria para iniciar la ebullición (llegar a 100 °C) se relaciona con las propiedades moleculares del agua, no con el volumen de agua.
En resumen, la temperatura de ebullición de una sustancia es una propiedad intensiva que depende de la naturaleza de las interacciones moleculares y la presión externa, y no de la cantidad de sustancia presente.