ÍNDICE I.
RESUMEN..................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ......................................... ............................... 2
II II..
PRIN PRINCI CIPI PIOS OS TEOR TEORIC ICOS OS.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... .......................3 ............3
II III. I.
PROC PROCE EDIM DIMIENT IENTO O Y MATERIA ERIAL LES..................................................................6
IV. IV.
TABULA TABULACIÓN CIÓN DE DAT DATOS EXPERIM EXPERIMENT ENTAL ALES ES Y RESUL RESULT TADOS.......................10
V. CÁLCULOS:..................... ................................ ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................ .....11 11 VI.
DISCUSIÓN DE DE RE RESULTADOS:.....................................................................12
VII. VII.
CONC CONCLU LUSI SION ONES ES Y REC RECOM OMEN ENDA DACI CION ONES ES.....................................................13
a) Concluson!s..................... ............................... ..................... ..................... ..................... .......................................... ............................... 13 ") R!c !co o#!n$aco con!s..................... ............................... ..................... ...................... ..................... .................................. ........................ 13 VIII.
AP%NDICE.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... .......................... ................14 14
a) CUESTIONARIO..................... ................................ ..................... ..................... ...................... ..................... ........................... ................. 14 ") REPORTE.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ........................... .................15 15 c) OTROS.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ...................... ..................... .................... .......... 16 IX.
BIBLIO&RA'(A..................... ............................... ..................... ..................... ..................... ........................................ ............................. 17
PRESIÓN DE VAPOR
I.
RESUMEN
En la presente práctica de laboratorio se procede a calcular el calor molar de vaporización de los líquidos. El experimento fue realizado bajo una presión 756 mm H con temperatura de !"#$ %al momento de iniciar el experimento& ' a una (umedad relativa de )6*. +ara la determinación de la presión de vapor de los líquidos se utilizó el m,todo estático utilizando como muestra el aua destilada. -e obtuvieron como datos las alturas que alcanza el mercurio dentro de las ! ramas del manómetro mediante estas estas altura alturas s pudimo pudimos s obten obtener er la presió presión n manom, manom,tri trica ca expre expresa sada da en mmH. mmH. /raf /rafic ican ando do esto estos s dato datos s en pape papell mili milime metr trad ado o %012 %012 vs %3o %3o %+v& %+v&&& se (alla (alla la pendie pendiente nte de esta esta recta recta %con %con los datos datos experi experimen mental tales es ' teóric teóricos& os&.. 2eniendo niendo calculada está pendiente se (alla el calor molar de vaporización al relacionarla con ecuación de $lausius 4 $lape'ron %3n+ 1!"82 9 c&. :ediante el m,todo rafico se (alló %experimental& iual a "0")0.06); 65> )" 65> >$? es menor a la presión atmosf,rica por ello baja el mercurio a trav,s del tubo expuesto al ambiente. -e recomienda que que se debe mantener aislado aislado el sistema de factores que puedan puedan (acer variar la temperatura 'a que la presión depende de esta ' (abría errores al anotar los datos.
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1
PRESIÓN DE VAPOR
II.
PRINCIPIOS TEORICOS
P!s*n $! +a,o: 3a presión de vapor o más com@nmente presión de saturación es la presión a la que a cada temperatura la fase líquida ' vapor se encuentran en equilibrio dinámico su valor es independiente de las cantidades de líquido ' vapor presentes mientras existan ambas. Este fenómeno tambi,n lo presentan los sólidos cuando un sólido pasa al estado aseoso sin pasar por el estado líquido proceso denominado AsublimaciónA o el proceso inverso llamado AdeposiciónA tambi,n se produce una presión de vapor. En la situación de equilibrio las fases reciben la denominación de líquido saturado ' vapor saturado. Esta propiedad posee una relación inversamente proporcional con las Buerzas de Ctracción Dntermoleculares debido a que cuanto ma'or sea el módulo de las mismas ma'or deberá ser la cantidad de enería entreada %'a sea en forma de calor u otra manifestación& para vencerlas ' producir el cambio de estado. El equilibrio dinámico se alcanzará más rápidamente cuanta ma'or sea la superficie de contacto entre el líquido ' el vapor pues así se favorece la evaporación del líquido del mismo modo que un c(arco de aua extenso pero de poca profundidad se seca más rápido que uno más pequeo pero de ma'or profundidad que contena iual cantidad de aua. -in embaro el equilibrio se alcanza en ambos casos para iual presión. El factor más importante que determina el valor de la presión de saturación es la propia naturaleza del líquido encontrándose que en eneral entre líquidos de naturaleza similar la presión de vapor a una temperatura dada es tanto menor cuanto ma'or es el peso molecular del líquido.
Caac-!s-cas Pnc,al!s: •
El valor de la presión de vapor es independiente de las cantidades del líquido ' vapor mientras (a'a presente cualquier superficie libre del líquido. Este valor depende en realidad de la cantidad de mol,culas anadas o perdidas por el líquido.
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2
PRESIÓN DE VAPOR
• C ma'or área expuesta al vapor ma'or será la cantidad de mol,culas anadas por
el líquido. •
3a composición del líquido es determinante en el valor de la presión de vapor durante el equilibrio.
• C ma'or peso molecular menor valor en la presión de vapor. •
Este tipo de tratamiento permite además obtener los valores del calor ' de la entropía de vaporización del líquido. Existen varios m,todos para medir la presión de vapor. El más conocido esF
El so-!nsco,o: $uando la presión externa es iual a la presión de vapor el manómetro de comparación sumerido en el bao debe tener la misma altura en las dos ramas es preciso flexible ' conveniente para la medición de las presiones de vapor de una sustancia en un intervalo amplio de temperaturas.
La !cuac*n $! Clausus/Cla,!0on:
3a evaporación del aua es un ejemplo de cambio de fase de líquido a vapor. 3os potenciales químicos de las fases α %líquido& ' β %vapor& son funciones de la temperatura T ' la presión P ' tienen el mismo valor. μ α1 T, P )2 μ β1T, P )
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3
PRESIÓN DE VAPOR
C partir de esta iualdad ' empleando relaciones termodinámicas se obtiene la ecuación de $lape'ron. -uponiendo que la fase vapor es un as ideal ' que el volumen molar del líquido es despreciable comparado con el volumen molar de as se llea a la denominada ecuación de $lausius$lape'ron que nos proporciona la presión de vapor del aua P v en función de la temperatura T suponiendo además que la entalpía L de vaporización es independiente de la temperatura %al menos en un determinado intervalo&
Gonde C es una constante.
Calo la-!n-!: Calor latente o calor de cambio de estado es la enería absorbida por las sustancias al cambiar de estado de sólido a líquido %calor latente de fusión& o de líquido a aseoso %calor latente de vaporización&. Cl cambiar de aseoso a líquido ' de líquido a sólido se devuelve la misma cantidad de enería.
3atente en latín quiere decir escondido ' se llama así porque al no cambiar la temperatura durante el cambio de estado a pesar de aadir calor ,ste se quedaba escondido. 3a idea proviene de la ,poca en la que se creía que el calor era una sustancia fluida denominada Bloisto. +or el contrario el calor que se aplica cuando la sustancia no cambia de estado aumenta la temperatura ' se llama calor sensible. $uando se aplica calor al (ielo va ascendiendo su temperatura (asta que llea a >?$ %temperatura de cambio de estado& a partir de entonces aun cuando se le sia aplicando calor la temperatura no cambia (asta que se (a'a fundido del todo. Esto se debe a que el calor se emplea en la fusión del (ielo. na vez fundido el (ielo la temperatura volverá a subir (asta llear a 0>>?$ desde ese momento se mantendrá estable (asta que se evapore toda el aua. Esta cualidad se utiliza en la cocina en refrieración en bombas de calor ' es el principio por el que el sudor enfría el cuerpo. $alor latente de alunas sustanciasF El aua tiene calor latente de vaporización más alto 'a que para romper los puentes de (idróeno que enlazan las mol,culas es necesario suministrar muc(a enería ' el seundo más alto de fusión. I el amoniaco al rev,s. • CuaF de fusiónF ""= J1 %;> cal1& de vaporizaciónF !!7! J1 %5=> cal1&.
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PRESIÓN DE VAPOR
• CmoníacoF de fusiónF 0;> cal1ramo de vaporizaciónF 0"6) J1 %"!7 cal1&.
na de las ventajas del elevado calor de vaporización del aua es que permite a determinados oranismos disminuir su temperatura corporal. Esta refrieración es debida a que para evaporarse el aua de la piel %por ejemplo el sudor& absorbe enería en forma de calor del cuerpo lo que (ace disminuir la temperatura superficial.
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PRESIÓN DE VAPOR
III. PROCEDIMIENTO Y MATERIALES .
MATERIALES: a) Ins-u#!n-os Equipo para determinar presión de vapor por el m,todo estático consistente de un matraz con tapón bi(oradado termómetro manómetro. 3lave de doble vía cocinilla.
") R!ac-+os Cua destilada
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PRESIÓN DE VAPOR
TERMOMETRO
MATRAZ CON TAPON
LLAVE DE DOBLE VIA
COCINILLA
MERCURIO
AGUA DESTILADA
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7
PRESIÓN DE VAPOR
PROCEDIMIENTO c) M3-o$o !s-4-co
1. S! "!#$%&' ()! !* !()$+, !-/ !$!! $-*, !-!)#,-! ()! !* $"!* ! !#&)#$, ! & # !*
3. M$!#- &*!,!* ) :&!,- ) ) :,; , )!-# !-&* ! +# & # !* '!#, ,! #&,- *,"*,#!- ! *- *)#-.
5. T,,$!$!! +#$# ! ==>C < ! $!#"*,- ! 1>C *- !$- ! *- *)##!-+!&, * +), $$&$* ! & # !* '!#, !-, :- ()! * !+!#)# !-&$!
2. L*!,- !* #8 &, ) !-$* +#,9$!! ) !#&$, ! -) ",*)! !$!, * **"! $!# * $!!
4. R!$#,- * &,&$$** < !-+!#,- ()! * !+!#)# !* ) ! !* #8 !-! ==>C *)!, $!$!! $#,- 10> * **"! +# &,!&# !*
6. U "!8 !#$, !* !9+!#$!, $"!#$,* **"! &,!& * *' ? !;,- $!# * $!!
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PRESIÓN DE VAPOR
IV. TABULACIÓN DE DATOS EXPERIMENTALES Y RESULTADOS Ta"la N
°
5 Con$con!s $! la"oa-oo
+%mmH&
2% ℃ &
*H8
756
!"
)6
Ta"la N ° 6 Da-os E7,!#!n-al!s 6.5./ Al-uas o"-!n$as T°C
TK
h1 mm
h2 mm
h1+ h2 mm
==
372
0
0
0
=
371
10
10
20
=7
370
20
21
41
=6
36=
30.5
30
60.5
=5
36
44.5
43.5
=4
367
50
50.5
100.5
=3
366
60
5=.5
11=.5
=2
365
70.5
70
140.5
=1
364
76.5
77
153.5
=0
363
6
6
172
=
362
=3
=2
15
361
102
101.5
203.5
7
360
10=
10=.5
21.5
6
35=
117.5
120
237.5
5
35
125.5
125.5
251
4
357
132.5
133.5
266
3
356
13.5
140
27.5
2
355
145.5
147
2=2.5
1
354
151.5
153.5
305
0
353
157.5
160.5
31
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=
PRESIÓN DE VAPOR
6.6./ Ta"la $! P!son!s $! +a,o !7,!#!n-al con la 8*#ula T>C
T @
P
P"
==
372
0
756
=
371
20
736
=7
370
41
715
=6
36=
60.5
6=5.5
=5
36
66
=4
367
100.5
655.5
=3
366
11=.5
636.5
=2
365
140.5
615.5
=1
364
153.5
602.5
=0
363
172
54
=
362
15
571
361
203.5
552.5
7
360
21.5
537.5
6
35=
237.5
51.5
5
35
251
505
4
357
266
4=0
3
356
27.5
477.5
2
355
2=2.5
463.5
1
354
305
451
0
353
31
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ln Pv
6.62041 3 6.601230 12 6.57222 54 6.544631 01 6.5042 17 6.453= 3 6.455=4 42 6.422434 =5 6.40107 67 6.36==00 = 6.3473= 21 6.314453 43 6.26=2 76 6.250=40 03 6.22455 43 6.1=4405 3= 6.16564 16 6.1306 3= 6.111467 34 6.0221 =1
¿
−1
1 ( K
¿
0.0026 17 0.0026=5 42 0.002702 7 0.002710 03 0.002717 3= 0.002724 0.002732 24 0.00273= 73 0.002747 25 0.002754 2 0.002762 43 0.002770 0 0.002777 7 0.00275 52 0.0027=3 3 0.00201 12 0.0020 == 0.00216 = 0.00224 6 0.00232 6 10
PRESIÓN DE VAPOR
Ta"la N ° 9 Da-os T!*cos 9.5./ P!s*n $! +a,o T @ 372 371 370 36= 36 367 366 365 364 363 362 361 360 35= 35 357 356 355 354 353
>C == = =7 =6 =5 =4 =3 =2 =1 =0 = 7 6 5 4 3 2 1 0
2
P" 733.24 707.27 62.07 657.62 633.= 610.= 5.6 566.== 546.05 525.76 506.1 47.1 46.7 450.= 433.62 416. 400.6 34.= 36=.7 355.11
--,:;;sl"n.8l!s.;=?;-a"la@,!son/$!/+a,o.,$8 --,:;;$oc!nca.u$!a.!$u.co;c!n;-!cncasla"u#co;=9an!7os;an!7o=.-#
9.6./ En-al,a -!*ca
+
40650 J / mol
--,:;;!s.<,!$a.o;<;En-al,FC9FADa@$!@+a,oGacFC9FB9n
Ta"la NH: Eo $! la !n-al,a
:,todo rafico :,todo analítico
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Valo -!*co
Valo !7,!#!n-al
F Eo
40650
31391.1698
22.775
40650
31249.2093
23.13
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PRESIÓN DE VAPOR
V. CÁLCULOS: a& $alcule el calor molar de vaporización de la muestra empleando la Ec. Ge $lausius$lape'ron ' los datos de la ráfica en a&. Ecuación de $lausius $lape'ron ln P v =
(
−∆ H
v
R
)
m=
+endiente
1 T
+ C
−∆ H
v
=m . R
R
Gel rafico se obtiene la pendienteF "775.7 8;."0= J1mol< J −∆ H v =−3775.7 ×8.314 mol ∆ H v = 31391.1698
J mol
∆ H v teorico =40650
J mol
$alculo del error
|
E=
40650 −31391.698 40650
|=
22.775
b& $alculo del calor molar de vaporización por el m,todo analítico. -eunda ecuación de $lausius $lape'ron 2.3log
( ) Pv 2 Pv 1
( ) ( )( )
∆ H v
T 2−T 1
R
T 2 T 1
=
∆ H v = 2.3 R log
P v2
T 2 T 1
P v1
T 2−T 1
+ara 0> pares de puntosF ∆ H v =¿ ∆ H v =¿ ∆ H v =¿ ∆ H v =¿ ∆ H v =¿
"0=57.=67!0 "0777.55;) "05;;.""50; ">;;=.="=6" "06!!.)75="
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PRESIÓN DE VAPOR
∆ H v =¿ ∆ H v =¿ ∆ H v =¿ ∆ H v =¿ ∆ H v =¿
"05"7.;"50) ">=")."=00! "0!7".50=5 ">6=".506>7 "0!67.0050"
∆ H vpromedio =31249.2093 J / mol
$alculo del error
|
E=
40650 −31249.2093 40650
|=
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23.13
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PRESIÓN DE VAPOR
c& Establezca una expresión matemática de variación de la presión de vapor con la temperatura. ln P v =
(
−∆ H
v
R
)
1 T
+C
Halla la constante $ para distintos valores de temperatura ∆ H v 1 C =ln P v + R T
( )
C 1 =6.79400884 C 2 =6.609276088 C 3 =6.515547292 C promedio =6.63961074
Entonces la ecuación quedaF 1 ln P v =(−3775.7 ) + 6.63961074 T
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PRESIÓN DE VAPOR
VI.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS:
Geterminando la presión de vapor de los líquidos mediante el m,todo estático nos permite al mismo tiempo calcular el calor molar de vaporización. $uando el líquido %en ,ste caso el aua& empieza a enfriarse ,ste se $KLGEL-C %de fase as a fase líquida& ,ste cambio de estado se eneró a causa del vació que se forma por la baja de temperatura tal efecto (ace que el manómetro de mercurio ascienda de su posición inicial a un altura ( teniendo en cuenta que el extremo superior del manómetro se encuentra a presión atmosf,rica ambiental. $ada vez que la temperatura desciende un rado la lectura del manómetro desde un nivel de partida iuales en ambas ramas del manómetro asciende en una ' desciende en la otra se puede apreciar que a medida que desciende la temperatura aumenta su lectura manom,trica cu'a suma de las medidas %ascenso ' la de descenso&. En la práctica sólo consideramos un sistema de un sólo componente en los cuales el líquido ' el vapor tienen la misma composición ' existe una presión para una temperatura fija. En el experimento nos dio como porcentaje de error !".0" * con el m,todo analítico ' !!.775* con el m,todo ráfico.
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PRESIÓN DE VAPOR
VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES a) Concluson!s M En el experimento se observa que la presión de vapor del aua antes de los 0>>$? es menor a la presión atmosf,rica por ello baja el mercurio a trav,s del tubo expuesto al ambiente. M Cl disminuir la temperatura aumenta la presión manom,trica pero (ace que disminu'a la presión de vapor. M El ln%p& ' 012 uardan una relación lineal siendo su pendiente iual a el calor molar de vaporización entre la constante de los ases ideales. M 3a presión de vapor alcanza su máximo valor a "7"< %756 mmH& 'a que a esta temperatura embulle el aua.
") R!co#!n$acon!s M Cntes de iniciar el experimento se debe verificar que los niveles de mercurio en el tubo est,n a la misma altura. M -i no se puede iualar los niveles en las dos ramas del tubo en se pueden irar repetitivas veces la llave de doble paso de manera que se iualen. M -e debe mantener aislado el sistema de factores que puedan (acer variar la temperatura 'a que la presión depende de esta ' (abría errores al anotar los datos. M Cl concluir el experimento cierre la llave así evitara que el mercurio se traslade al balón.
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PRESIÓN DE VAPOR
VIII.
AP%NDICE a) CUESTIONARIO 5./ Analc! la !lac*n u! !7s-! !n-! los +alo!s $!l calo #ola $! +a,oGac*n 0 la na-ual!Ga $! la sus-ancas. 2odos los sólidos ' líquidos producen vapores consistentes en átomos o mol,culas que se (an evaporado de sus formas condensadas. -i la sustancia sólida o líquida ocupa una parte de un recipiente cerrado las mol,culas que escapan no se pueden difundir ilimitadamente sino que se acumulan en el espacio libre por encima de la superficie del sólido o el líquido ' se establece un equilibrio dinámico entre los átomos ' las mol,culas que escapan del líquido o sólido ' las que vuelven a ,l. 3a presión correspondiente a ,ste equilibrio es la presión de vapor ' depende sólo de la naturaleza del líquido o sólido ' de la temperatura pero no depende del volumen de vapor por tanto los vapores saturados no cumplen la le' de No'le 4 :ariotte. 2routon encontró que para la ma'oría de líquidos la relación entre la entalpía molar de vaporización ' la temperatura normal de ebullición % ∆ H#vap12#e& era aproximadamente )!<
−1
K
.mol
−1
. -e sabe que
∆
H#vap12#e
∆ -#vap.
Es decir la relación de 2routon es una medida del aumento del desorden al tomar 0 mol de partículas empaquetadas en el estado líquido ' separarlas en el estado aseoso. Clunos líquidos como el aua presentan relaciones ∆ H#vap12#e elevadas porque son sustancias con partículas fuertemente asociadas en el estado líquido %p.ej. mediante enlace de (idróeno& es decir con un estado líquido a normalmente ordenado.
6./ Analc! la +aac*n $! ,!s*n $! +a,o con la ,!s*n !7-!na. 3a presión atmosf,rica la presión de vapor ' la temperatura están relacionadas mu' íntimamente. En el proceso de ebullición se forman burbujas de vapor a trav,s de la masa del líquido. En otras palabras ocurre una evaporación en todas partes del líquido %no solo en la superficie superior&. 3a razón de que esto ocurra solamente cuando la presión de vapor iuala a la presión atmosf,rica es fácil de entender. C fin de que se forme ' crezca una burbuja la presión de vapor dentro de la burbuja debe ser por lo menos iual a la presión que el líquido ejerce sobre ella. Esta presión a su vez es iual a la presión de la atmósfera más la presión mu' pequea debida al peso del líquido que está encima de la burbuja. +or lo tanto la formación de la burbuja ' la ebullición solo ocurre cuando la presión de vapor del líquido es iual a la FII –UNMSM LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA
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PRESIÓN DE VAPOR
presión de la atmósfera cuando el líquido no llea a evaporizarse sobre su punto de ebullición se produce un sobrecalentamiento al seuir suministrándose calor esto es al alcanzar una temperatura ma'or que su punto de ebullición cuando finalmente se produce la formación de la burbuja de un líquido sobrecalentado esto ocurre con violencia casi explosiva porque la presión de vapor de las burbujas incide en muc(o con la presión atmosf,rica tal ebullición violenta se llama barboteo.
9./ E7,lu! !l #3-o$o $! sa-uac*n as!osa ,aa $!-!#na la ,!s*n $! +a,o $! los lu$os El m,todo de saturación aseosa es utilizado especialmente para disoluciones ' sales (idratadas. -e envía una corriente de as portador inerte sobre la sustancia para que aqu,l se sature de vapor de ,sta. 3a medida de la cantidad de sustancia transportada por un volumen conocido de as portador puede realizarse o bien mediante su recoida en un sifón adecuado o bien mediante una t,cnica analítica acoplada. Csí se puede calcular despu,s la presión de vapor a una temperatura dada. Este m,todo lo propuso OalPer es más elaborado. -i +t es la presión en el aparato en condiciones de saturación L los moles de as que pasan por ,l ' Lv Ov1:v ,l n@mero de moles de vapor colectado entonces la presión parcial del vapor + que es iual a la de vapor del líquido en la condición de saturación esF + [%Lv&1 %L9Lv&].+t Este procedimiento es por rela eneral muc(o más tedioso que los otros m,todos pero permite excelentes resultados. .
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PRESIÓN DE VAPOR
") REPORTE
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1=
PRESIÓN DE VAPOR
c) OTROS &a8co LnP+ +s 5;T
6.7 6.63 96.6 6.57 3775.69 G 16.77 RH 1 6.54 6.5 6.4= 6.46 6.42 6.4
6.6 6.5 6.4 6.3
L P"
6.2 6.1
6.37 6.35 6.31 6.2= 6.25 6.22 6.1= 6.17 6.14 6.11 6.0
6 5.= 5. 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1T
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PRESIÓN DE VAPOR
A,lcacon!s $! la ,!s*n $! +a,o El vapor es usado en un ran rano de industrias. 3as aplicaciones más comunes para el vapor son por ejemplo procesos calentados por vapor en fábricas ' plantas ' turbinas impulsadas por vapor en plantas el,ctricas pero el uso del vapor en la industria se extiende más allá de las antes mencionadas. Clunas de las aplicaciones típicas del vapor para las industrias sonF • Esterilización1$alentamiento • Dmpulso1:ovimiento • :otriz • Ctomización • 3impieza • Hidratación • Humidificación En las secciones siuientes discutiremos varios tipos de aplicaciones para el vapor ' proveeremos de alunos ejemplos de equipos usuarios de vapor.
Va,o $! P!s*n Pos-+a El vapor eneralmente es producido ' distribuido en una presión positiva. En la ma'oría de los casos esto sinifica que es suministrado a los equipos en presiones ma'ores a > :+a/ %> psi& ' a temperaturas ma'ores de 0>>?$ %!0!?B&. 3as aplicaciones de calentamiento para vapor a presión positiva se pueden encontrar en plantas procesadoras de alimentos plantas químicas ' refinerías solo por nombrar alunas. El vapor saturado es utilizado como la fuente de calentamiento para fluido de proceso en intercambiadores de calor reactores reboilers pre calentadores de aire de combustión ' otros tipos de equipos de transferencia de calor. Dntercambiador de $alor de 2ubos ' $oraza En un intercambiador de calor el vapor eleva la temperatura del producto por transferencia de calor el cual despu,s se convierte en condensado ' es descarado a trav,s de una trampa de vapor.
ono $! Va,o Qapor sobrecalentado entre !>> 4 ;>>?$ %")! 0=7!?B& a presión atmosf,rica es particularmente fácil de manejar ' es usado en los (ornos dom,sticos de vapor vistos (o' en día en el mercado.
Va,o al Vaco El uso de vapor para el calentamiento a temperaturas por debajo de 0>>?$ %!0!?B& tradicionalmente el rano de temperatura en el cual se utiliza aua caliente (a crecido rápidamente en los @ltimos aos. $uando vapor saturado al vacío es utilizado en la misma forma que el vapor saturado a presión positiva la temperatura del vapor puede ser cambiada rápidamente con solo ajustar la presión (aciendo posible el controlar la temperatura de manera más FII –UNMSM LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA
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precisa que las aplicaciones que usan aua caliente. -in embaro en conjunto con el equipo se debe utilizar una bomba de vacío debido a que el solo reducir la presión no lo (ará por debajo de la presión atmosf,rica.
Cal!n-a#!n-o con Calo 1Va,o) La-!n-! $omparado con un sistema de calentamiento de aua caliente este sistema ofrece rapidez calentamiento balanceado. -e alcanza rápidamente la temperatura deseada sin ocasionar un desbalance en la temperatura en sí.
Va,o ,aa I#,ulso;Mo+#!n-o El vapor se usa reularmente para propulsión %así como fuerza motriz& en aplicaciones tales como turbinas de vapor. 3a turbina de vapor es un equipo esencial para la eneración de electricidad en plantas termoel,ctricas. En un esfuerzo por mejorar la eficiencia se (an realizado proresos orientados al uso del vapor a presiones ' temperaturas a@n ma'ores. Existen alunas plantas termoel,ctricas que utilizan vapor sobrecalentado a !5 :+a abs %"6!5 psia& 60>?$ %00">?B& presión supercrítica en sus turbinas. /eneralmente el vapor sobrecalentado se usa en las turbinas de vapor para prevenir daos al equipo causados por la entrada de condensado. -in embaro en ciertos tipos de plantas nucleares el uso de vapor a lata temperatura se debe de evitar 'a que podría ocasionar daos al material usado en las turbinas. -e utiliza en su luar vapor saturado a alta presión. En donde se usa vapor saturado eneralmente se instalan separadores en la línea de suministro de vapor para remover el condensado del flujo de vapor. Cdemás de la eneración de enería otras aplicaciones típicas de impulso1movimiento son los compresores movidos por turbinas o las bombas ej. $ompresor de as bombas para las torres de enfriamiento etc.
&!n!a$o $! Tu"na 3a fuerza motriz del vapor ocasiona que los alabes iren lo que ocasiona rote el rotor que se encuentra acoplado al enerador de enería ' esta rotación enera la electricidad.
Va,o co#o 'lu$o Mo-G El vapor puede ser usado de iual manera como una fuerza RmotrizS para mover flujos de líquido o as en una tubería. 3os e'ectores de vapor son usados para crear el vacío en equipos de proceso tales como las torres de destilación que son utilizadas para purificar ' separar flujos de procesos. 3os e'ectores tambi,n pueden ser utilizados para la remoción continua del aire de los condensadores de superficie esto para mantener una presión de vacío deseada en las turbinas de condensación %vacío&. E'ector para $ondensador de -uperficie Qapor motriz de alta presión entra el e'ector a trav,s de la tobera de entrada ' es distribuido. Esto enera una zona de baja presión la cual arrastra aire del condensador de superficie. FII –UNMSM LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA
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En un tipo similar de aplicación el vapor tambi,n es el fluido motriz primario para los drenadores de presión secundaria los cuales son usados para bombear el condensado de tanques receptores ventilados tanques de flas(eo o equipos de vapor que experimentan condiciones de -tall %inundación&. Qapor para Ctomización 3a atomización de vapor es un proceso en donde el vapor es usado para separar mecánicamente un fluido. +or ejemplo en alunos quemadores el vapor es in'ectado en el combustible para maximizar la efi ciencia de combustión ' minimizar la producción de (idrocarbonos %(ollín&. $alderas ' eneradores de vapor que utilizan combustible de petróleo utilizaran este m,todo para romper el aceite viscoso en pequeas otas para permitir una combustión más eficiente. 2ambi,n los quemadores %elevados& com@nmente utilizaran la atomización de vapor para reducir los contaminantes a la salida.
Ju!#a$o Ass-$o ,o Va,o En quemadores eneralmente el vapor es mezclado en el as de desperdicio antes de la combustión. Qapor para 3impieza El vapor es usado para limpiar un ran rano de superficies. n ejemplo de la industria es el uso del vapor en los sopladores de (ollín. 3as calderas que usan carbón o petróleo como fuente de combustible deben estar equipadas con sopladores de (ollín para una limpieza cíclica de las paredes del (orno ' remover los depósitos de la combustión de las superficies de convención para mantener la eficiencia capacidad ' confiabilidad de la caldera. 3impieza de la 2ubería de la $aldera con los -opladores de (ollín El vapor liberado fuera de la tobera del soplador de (ollín desaloja la ceniza ' suciedad seca la cual caerá en las tolvas o será arrastrado ' expulsado con los ases de combustión.
Va,o ,aa $a-ac*n Clunas veces el vapor es usado para (idratar el proceso mientras se suministra calor al mismo tiempo. +or ejemplo el vapor es utilizado para la (idratación en la producción del papel así que ese papel que se mueve en los rollos a ran velocidad no sufra rupturas microscópicas. Ktro ejemplo son los molinos de bolitas. $ontinuamente los molinos que producen las bolitas de alimento para animales utilizan in'eccióndirecta de vapor tanto para calentar como para proporcionar contenido de aua adicional al que es suministrado en la sección de acondicionamiento del molino.
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:olino Ccondicionador de Nolitas 3a (idratación del alimento lo suaviza ' elatiniza parcialmente el almidón contenido en los inredientes resultando en bolitas más firmes.
Va,o ,aa u#$8cac*n :uc(as randes instalaciones industriales ' comerciales especialmente en climas más fríos utilizan vapor saturado a baja presión como la fuente de calor predominante para calentamiento interior estacional. 3as bobinas HQC$ normalmente combinadas con (umidificadores de vapor son el equipo usado para el acondicionamiento del aire para confort interno preservación de reistros ' libros ' de control de infecciones. $uando se calienta el aire frío por las bobinas de vapor la (umedad relativa del aire otea ' entonces deberá ser ajustada a los niveles normales en adiciona una in'ección controlada de vapor seco saturado en la línea inferior del flujo de aire.
u#$8ca$o $! Va,o !n Duc-os $! A! El vapor usado para (umidificar el aire dentro de un conducto de aire antes de ser distribuido (acia otras áreas de un edificio.
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