Caliento agua en una olla de hierro. ¿Es cierto que el hierro de la caldera nunca alcanzará una temperatura superior a 100 grados Celsius mientras haya agua en la caldera?

Realmente depende del diseño del hervidor, es decir, de cuánta energía se imparte al hervidor. No hay una razón termodinámica para que el hervidor mantenga algo cerca del punto de ebullición del agua.
Como ejemplo, la soldadura subacuática es una operación de rutina y utiliza una fuente de calor (llamémoslo el elemento de calentamiento dentro de la caldera) que entrega suficiente energía para mantener el acero en estado fundido incluso cuando está sumergido en el océano. El agua circundante será ligeramente superior a 100 ° C, ya que es agua salada y bajo más de 1 atm de presión, pero esencialmente es el mismo sistema que el de una tetera, hablando termodinámicamente. Con niveles de entrada de energía tan altos, el agua es virtualmente irrelevante para limitar la temperatura.

Esto es aproximadamente cierto. Mientras haya agua líquida en el hervidor que esté disponible para hervir, la parte del hervidor en contacto térmico razonablemente cerrado con el agua no puede calentarse mucho más de 100ºC.

Depende.

Teóricamente, si hay una conducción perfecta del calor hacia el agua, esto es cierto, porque el agua mantendrá la misma temperatura mientras hierva. El calor que causa un cambio de estado sin aumentar la temperatura se llama calor latente por cierto.

Si quieres saber más sobre eso, entonces la temperatura en la que la llama entra en contacto con el metal seguramente sería más caliente.

Como aprendimos en la escuela, es difícil llevar la temperatura del agua de la caldera más allá de 100 grados (C), momento en que se convierte en un gas (vapor).

La excepción sería si el agua estaba bajo presión. En ese caso, puede calentar el agua a un nivel superior al de ebullición.

Agua sobrecalentada

En resumen, la declaración utilizada de una manera no científica es en gran parte cierta. Sería difícil que la superficie de una tetera de metal con una cantidad decente de agua excediera la temperatura del agua en más de un par de grados.