Proceso de Vaporización: Etapas, Tipos y Calor Asociado

Introducción a la Vaporización

Si a un líquido sometido a cierta presión P se le cede calor, su temperatura aumenta hasta un valor determinado, momento a partir del cual comienza a vaporizarse. Se forma entonces un vapor en presencia del líquido que se llama vapor saturado. Esta temperatura, denominada temperatura de saturación, depende solamente de la presión del fluido. Existe entre ambas magnitudes una relación que varía según la naturaleza del líquido y es representada mediante una curva de tensión del vapor (según esta curva, cuanto mayor es la presión, mayor es la temperatura de saturación).

Etapas de la Vaporización

Si una vez alcanzada la temperatura de saturación, el fluido sigue recibiendo calor sin modificación de la presión, comienza la vaporización, proceso que se realiza a temperatura constante. La sustancia va perdiendo poco a poco la cantidad de líquido que lo acompaña. Si observamos líquido en presencia de vapor, tenemos entonces un vapor saturado húmedo o vapor húmedo. Cuando la última gota de líquido se transforma en vapor, tenemos vapor saturado seco.

Cuanto menor sea la temperatura de saturación, mayor es el aumento de volumen de vapor saturado seco.

Si, llegando al estado de vapor saturado y seco, se siguen aportando al fluido nuevas cantidades de calor, la temperatura se eleva y se produce el vapor sobrecalentado. Se da generalmente a presión constante y sigue aumentando el volumen del vapor.

Representación Gráfica del Proceso

Este proceso se puede representar a través de un gráfico. En abscisas, las cantidades de calor suministradas al fluido y en ordenadas, las temperaturas, partiendo de cero grados. El segmento O-A representa el calentamiento del líquido entre 0° y ts; A-B es el proceso de vaporización a temperatura de saturación constante, pasando del líquido al vapor saturado seco por sucesivos estados de vapor húmedo. La curva B-C representa el sobrecalentamiento del vapor, el cual aumenta su temperatura de ts a tr a presión constante.

Tipos de Calor en la Vaporización

• Calor del líquido: es la cantidad de calor suministrada a la unidad de masa del fluido para pasar de 0 a ts.
• Calor latente de vaporización: se designa con la letra “r” y es la cantidad de calor que es necesario suministrar a la unidad del fluido que está a ts para transformarlo íntegramente en vapor saturado seco (es un calor latente).
• Calor total de vaporización: es la cantidad de calor que es necesario suministrarle a la unidad de fluido que está a 0° para transformarlo en vapor saturado seco.
• Calor de sobrecalentamiento: es la cantidad de calor que es necesario suministrar a la unidad de masa del fluido para elevar la temperatura de ts a tr a presión constante (es un calor sensible).