Figura. El manómetro y la presión de vapor

En un manómetro de tubo en U ideal, se puede observar claramente cómo varía la presión de vapor en función del proceso de evaporación de un líquido. En el estado inicial, el sistema está cerrado, pero el líquido aún no ha comenzado a volatilizarse significativamente. En esta etapa, la presión en ambos extremos del tubo de mercurio es prácticamente igual a la presión atmosférica, por lo que las columnas de mercurio se encuentran alineadas. Este equilibrio inicial refleja que aún no hay una cantidad significativa de moléculas en fase gaseosa capaces de ejercer una presión apreciable sobre el mercurio.

Cabe señalar que algunas representaciones gráficas cometen un error común en esta etapa: indican que en el estado inicial hay vacío en la atmósfera del líquido, lo cual es incorrecto. En primer lugar, se requeriría una bomba de vacío conectada al frasco para generar ese vacío, lo cual no se menciona ni es evidente en la mayoría de los esquemas. En segundo lugar, si realmente se encerrara vacío en el lado cerrado del manómetro, el nivel de mercurio sería empujado por la presión atmosférica hacia ese lado, generando una diferencia visible a favor del extremo abierto. Esto no tendría sentido como punto de partida para medir la presión de vapor, ya que lo correcto es asumir que lo que se encierra inicialmente es aire atmosférico estándar, lo que garantiza que ambas columnas de mercurio estén alineadas al inicio del experimento.

A medida que el líquido comienza a volatilizarse por efecto de la temperatura, las moléculas escapan a la fase gaseosa y comienzan a ocupar el espacio del recipiente cerrado. Esto genera una presión adicional en el lado cerrado del manómetro, que se manifiesta empujando la columna de mercurio hacia abajo. En el estado final, una vez alcanzado el equilibrio entre evaporación y condensación, esta diferencia de niveles permite traducir el cambio de volumen de vapor en una presión de vapor efectiva, gracias a la sensibilidad del manómetro. Aunque el volumen no se mantiene constante en sentido estricto, este dispositivo ofrece una forma práctica y didáctica de cuantificar el comportamiento termodinámico de líquidos volátiles.