Tesis Dr.Cs. Rafael Quintana Puchol-2013.pdf - Universidad Central ...

112
ambiental se usa generalmente para designar a la cantidad de vapor de agua presente en aire.
En este caso el vapor y el aire, podrían considerarse gases equivalentes, aunque estrictamente
no lo son [125]. El aire seco es una mezcla de gases (75,53 % de N2, 23,14 % de O2 , 1,28 % de
Ar y 0,05 % de otros gases [198] [101]) y el vapor está constituido sólo por H2O(g).
Generalmente, en las condiciones ambientales de Cuba, los rangos de presiones y
temperaturas absolutas son relativamente estrechos: Patm = (101,19 -101,72) kPa y T= (3-40) ºC
[199], por lo que puede considerarse el comportamiento del aire seco como si fuera un
componente puro (ρ = 1,293 g/L, MM = 28,965 g/mol); entonces las propiedades del aire
húmedo pueden estudiarse sobre la base del conocimiento de las propiedades de mezclas de
gases ideales 18 , regidos principalmente por la conocida ley de Dalton. Esta aproximación facilita
enormemente el cálculo analítico (mediante ecuaciones) de las propiedades del aire húmedo
dentro de la cámara psicrométrica.
El vapor de agua se produce al evaporarse el agua líquida (también de una solución acuosa
salina) absorbiendo cierta cantidad de energía del medio (calentándose) en condiciones
ambientales, y su condensación también resulta bajo esas mismas condiciones, pero
entregando energía al medio (enfriándose). El promedio de la vida media de una molécula en la
superficie de un líquido es de alrededor de 10 -6 segundos [125]. Es decir, que el aire adquiere
cierta cantidad de vapor de agua o desprende otra cantidad del mismo en forma condensada
(gotas, niebla, rocío, etc.) en dependencia de la temperatura y presión ambientales. Por esta
razón, no es arbitraria la cantidad de vapor de agua en el aire e indica que se rige por la ley de
la mezcla de gases (ley de Dalton) y es avalada por parámetros termodinámicos.
Sorción de humedad por las matrices cuasicerámicas de fundentes
Como en otras ramas de la ciencia y de la técnica, muchas de las aplicaciones tecnológicas han
precedido al conocimiento de los aspectos científicos fundamentales de la adsorción. Las
causas y los principios que condicionan y rigen estos procesos son aún en la actualidad motivo
de estudios, lo cuales pretenden resolver esos problemas partiendo de los resultados de la
cinética y la termodinámica del equilibrio de adsorción-desorción.
Al fenómeno bidimensional de la interacción física de un gas con la superficie de los sólidos,
donde una parte del mismo se une perimetralmente a ésta formando una capa uniforme, se
18 Con este ejemplo se quiere validar el enunciado. A t = 30 ºC, la presión de saturación del vapor es de
4,2460 kPa (0,041905 atm) y en esas mismas condiciones su volumen específico es Vesp= 32,9504 m 3 /kg
y considerando el Vesp se obtiene el número de moles z´= PvVv/(RT) = 55,5028 (R = 0,082056 atm-L∙·mol -
1 ∙·K -1 ). 1 kg de vapor (Mv = 18,01534 g/mol) es z = 55,5083 mole. La relación z/z´= 0,9999 y para un gas
ideal debe ser z/z´=1, lo que difiere en 0,01%. Ahora, en el caso del aire (Ma = 28,9645g/mol) a 1 atm y
30 ºC, el Vesp=0,8964 m 3 /kg y z = 34,5250 mole, 1 kg de aire contiene z´= 34,5181 mole, entonces z/z´=
0,9998, lo que el error es de 0,02% respecto al z/z´ =1 del gas ideal.