Fundamentos de Termodinámica: Procesos de Vaporización y Transferencia de Calor

Procesos de Cambio de Fase

Evaporación

Es el proceso por el cual el agua pasa al estado de vapor a temperatura ambiente.

Ebullición

Es el proceso por el cual el agua pasa del estado o fase líquida al de vapor por la adición de calor. Tiene lugar en toda la masa del líquido, generando turbulencia en forma de burbujas que lo agitan.

Factores que influyen en el punto de ebullición

• Presión exterior: El punto de ebullición desciende si la presión disminuye; lo contrario sucede si la presión aumenta.
• Profundidad del líquido: La presión hidrostática se suma a la presión atmosférica, retardando la ebullición.
• Gases disueltos en el líquido: El aire u otro gas disuelto en el líquido acelera el punto de ebullición.
• Sales en disolución: Retardan el proceso, haciendo subir el punto de ebullición.

Temperatura y Calor

Temperatura y su medición

La temperatura se define como la medida del nivel de actividad molecular que tiene un cuerpo.

Calor sensible

Es el calor transferido que hace variar la temperatura de un cuerpo; se calcula a partir de la definición de calor específico.

Calor latente

Es la cantidad de calor necesaria para transformar un kilogramo de agua a 100 °C en vapor a 100 °C; esta cantidad de calor corresponde a 540 calorías. Hay que suministrar esta energía a la unidad de masa de dicha materia para que cambie de estado (de sólido a líquido o de líquido a gas).

Calor total de vaporización

La temperatura del vapor aumenta muy poco con el incremento de la presión, siendo la presión y la temperatura magnitudes proporcionales.

Calor específico

Representa la cantidad de calor necesaria para variar en un grado la temperatura de la unidad de masa de una sustancia. Es una cantidad de energía que depende de la sustancia considerada y de su temperatura. Son importantes los procesos isobáricos e isométricos.

Calor total

Se refiere al cambio de energía o entalpía.

Mecanismos de Transferencia de Calor

Conducción

Es la forma en que se transmite el calor en los cuerpos sólidos y se propaga a través del movimiento vibratorio de las moléculas de los cuerpos.

Convección

Es la transmisión de calor por el movimiento de las sustancias mismas; es la forma en que se propaga el calor en los líquidos y gases.

Radiación

Proceso de transferencia de energía mediante ondas electromagnéticas.

Vapor Recalentado

Ninguna caldera produce directamente vapor recalentado en su cámara de vapor.