Coeficiente de expansión volumétrica del agua: 207 e-6/K; Módulo de volumen: 2,2 GPa. Si se ignora la deformación de la copa, el cambio de presión causado por el enfriamiento de 95 °C a 20 °C es de -75 K*. 2,2GPa * 207E-6/K = 34MPa.
La razón por la que se ignora la deformación de la copa es porque el coeficiente de expansión del vidrio es aproximadamente una décima parte del del agua; el módulo volumétrico es aproximadamente docenas de veces mayor que el del agua.
Además, la presión atmosférica es de aproximadamente 0,1 MPa, que es mucho menos que 34 MPa. Por lo tanto, si no se forman burbujas, se generará en el agua una tensión de tracción de 34 MPa.
La resistencia a la tracción del agua (es decir, la tensión de tracción máxima antes de que se generen burbujas) es inferior a 34 MPa (ver el artículo de Yun Guan y D.G. Fredlund, CAN. Geotechnique. J. 34:604 – 614 (1997). Por lo tanto, la tensión de tracción en el agua forma burbujas. Este proceso de formación de burbujas debe ocurrir antes de que la temperatura baje a 20 °C.
Después de que las burbujas se nucleen, la tensión de tracción disminuirá rápidamente; eventualmente se convertirá en tensión de compresión debido a la formación de burbujas. La presión del agua es exactamente igual a su presión de vapor saturado. La presión de vapor saturado del agua pura a 20 grados Celsius es 2,3 KPa. 2,3 KPa es mucho menor que la presión atmosférica de 0,1 MPa.
Conclusión: básicamente tienes razón si la temperatura baja a 20 °C, la presión del aire en la taza será muy baja, pero lo es. mucho menor que la presión atmosférica.
Además, la presión de vapor saturado del agua a 60 °C es aproximadamente 1/5 de la presión atmosférica.