Vapor de agua

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Vapor de agua
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Campo al que perteneceEstado de las materias
Principales exponentesEs un gas obtenido por Evaporación o Ebullición del Agua líquida o por sublimación del Hielo. Es incoloro y no tiene Olor. Es el responsable de la formación de las nubes.

Vapor de agua. Agua en estado gaseoso, que se emplea para generar energía y en muchos procesos industriales. Es inodoro e incoloro, responsable de la humedad ambiental y la formación de las nubes.

Contenido

Usos

Las técnicas de generación y uso del vapor de agua son componentes importantes de la ingeniería tecnológica. La producción de Electricidad depende en gran medida de la generación de Vapor, para lo que el calor puede provenir de la Combustión de Carbón o Gas, o de la fisión nuclear de Uranio. El vapor de agua también se sigue usando mucho para la calefacción de edificios, y sirve para propulsar a la mayoría de los barcos comerciales del mundo.

Proceso de agua a vapor

El punto de ebullición del Agua a la presión correspondiente al nivel del Mar, es decir, 101,3 kilopascales (kPa), es de unos 100 °C. A esa temperatura, la adición de 226 julios de calor por kilogramo de agua convierte a ésta en vapor a la misma temperatura. Cuando el agua está sometida a una presión mayor, el punto de ebullición crece progresivamente de acuerdo a la ley de Boyle-Mariotte hasta que, a una presión de 222,1 kPa, hierve a una temperatura de 374,15 °C. Esta combinación de Temperatura y Presión se denomina punto crítico. Por encima del mismo no existe diferencia entre el agua en estado líquido y el vapor de agua.

El vapor de agua puro es un gas invisible. Con frecuencia, cuando el agua hierve, el vapor arrastra minúsculas gotas de agua, y puede verse la mezcla blanquecina resultante. Un efecto similar tiene lugar cuando se expulsa vapor de agua seco a la Atmósfera, más fría. Parte del vapor se enfría y se condensa formando las familiares nubes blancas que se ven cuando hierve una cazuela en la cocina. En estos casos se dice que el vapor está húmedo.

Cuando el vapor se encuentra exactamente en el punto de ebullición que corresponde a la presión existente se lo denomina vapor saturado. Si se calienta el vapor por encima de esta temperatura se produce el llamado vapor sobrecalentado. El sobrecalentamiento también se produce cuando se comprime el vapor saturado o se estrangula haciéndolo pasar por una válvula situada entre un recipiente de alta presión y otro de baja presión. El estrangulamiento hace que la temperatura del vapor caiga ligeramente, pero a pesar de ello su temperatura es superior a la del vapor saturado a la presión correspondiente. En los sistemas modernos de generación de Energía Eléctrica, suele emplearse vapor en este estado sobrecalentado.

Punto de ebullición

Punto de ebullición, temperatura a la que la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica existente sobre dicho líquido. A temperaturas inferiores al punto de ebullición (p.e.), la evaporación tiene lugar únicamente en la superficie del líquido. Durante la ebullición se forma vapor en el interior del líquido, que sale a la superficie en forma de burbujas, con el característico hervor tumultuoso de la ebullición. Cuando el líquido es una sustancia simple o una mezcla azeotrópica, continúa hirviendo mientras se le aporte calor, sin aumentar la temperatura; esto quiere decir que la ebullición se produce a una temperatura y presión constantes con independencia de la cantidad de calor aplicada al líquido. Cuando se aumenta la presión sobre un líquido, el p.e. aumenta.

El agua, sometida a una presión de 1 atmósfera (101.325 pascales), hierve a 100 °C, pero a una presión de 217 atmósferas el p.e. alcanza el valor máximo, 374 °C. Por encima de esta temperatura, (la temperatura crítica del agua) el agua en estado líquido es idéntica al vapor saturado.

Al reducir la presión sobre un líquido, baja el valor del p.e. A mayores alturas, donde la presión es menor, el agua hierve por debajo de 100 °C. Si la presión sobre una muestra de agua desciende a 6 pascales, la ebullición tendrá lugar a 0 °C.

Los puntos de ebullición se dan dentro de un amplio margen de temperaturas. El p.e. más bajo es el del Helio, -268,9 °C; el más alto es probablemente el del volframio, unos 5.900 °C. Los puntos de ebullición correspondientes a los distintos elementos y compuestos que se citan en los respectivos artículos, se refieren a la Presión atmosférica normal, a no ser que se especifique otra distinta.

Punto crítico

Punto crítico, en física, punto de temperatura o presión que corresponde a un cambio en el estado físico de una sustancia. Durante el enfriamiento de una aleación metálica, el punto crítico se alcanza a la temperatura en que se produce una reorganización molecular que da lugar a una nueva forma de la sustancia; generalmente, esta reorganización se ve acompañada por la absorción o cesión de calor. La temperatura crítica de un gas es la temperatura máxima a la que puede licuarse; la presión crítica es la presión necesaria para licuar el gas a esa temperatura. Algunos gases, como el helio, el hidrógeno o el nitrógeno, poseen temperaturas críticas muy bajas y tienen que ser enfriados intensivamente antes de poder ser licuados. Otros, como el amoníaco o el cloro, tienen temperaturas críticas elevadas y pueden licuarse a temperatura ambiente aplicando suficiente presión. La tabla adjunta muestra las temperaturas y presiones críticas de algunos gases importantes. Una tercera característica del punto crítico es el volumen crítico, que es el volumen que ocuparía un mol de gas a su temperatura y presión críticas. Estas tres cantidades, la temperatura, presión y volumen críticos, se denominan conjuntamente constantes críticas de una sustancia.

Véase también

Fuentes