Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 3
La tendencia natural del agua a evaporarse para lograr un equilibrio de fase
con el vapor de agua contenido en el aire del ambiente constituye la base para
la operación de los enfriadores evaporativos (conocidos también como refrigeradores
por vía húmeda). En éstos, el aire exterior caliente y seco es forzado a
fluir a través de una tela húmeda antes de entrar en un edificio, por lo que algo
de agua se evapora al absorber calor del aire mientras se enfría. Los enfriadores
evaporativos se utilizan comúnmente en climas secos y proporcionan enfriamiento
efectivo. Son económicos y su operación es mucho más barata que el de
los sistemas de aire acondicionado, además de poseer ventiladores que consumen
mucho menos energía que el compresor empleado en el aire acondicionado.
A menudo la ebullición y la evaporación se usan indistintamente para
indicar un cambio de fase de líquido a vapor. Aunque se refieren al mismo
proceso físico, difieren en algunos aspectos: la evaporación se realiza en la
interfase líquido-vapor cuando la presión de vapor es menor que la presión de
saturación del líquido a una temperatura dada. Por ejemplo, el agua de un lago
a 20 °C se evapora hacia el aire a 20 °C y 60 por ciento de humedad relativa,
ya que la presión de saturación del agua a 20 °C es 2.34 kPa, y la de vapor del
aire a la misma temperatura y 60 por ciento de humedad relativa es 1.4 kPa.
Otros ejemplos de evaporación son el secado de la ropa, frutas y vegetales; la
evaporación de sudor para enfriar el cuerpo humano, y el rechazo de calor de
desecho en torres de enfriamiento húmedos. Es importante señalar que la evaporación
no incluye formación o movimiento de burbujas (Fig. 3-62).
Por otro lado, la ebullición se realiza en la interfase sólido-líquido cuando
un líquido se pone en contacto con una superficie que se mantiene a una temperatura
T s superior a la de saturación T sat del líquido. Por ejemplo, a 1 atm el
agua líquida hierve si está en contacto con una superficie sólida cuya temperatura
es de 110 °C, ya que la temperatura de saturación del agua a 1 atm es de
100 °C. El proceso de ebullición se caracteriza por el rápido movimiento de
las burbujas de vapor que se forman en la interfase sólido-líquido y se separan
de la superficie cuando alcanzan un cierto tamaño e intentan ascender a la
superficie libre del líquido. Al cocinar, no se dice que el agua está hirviendo a
menos que se vean subir burbujas a la superficie.
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© Vol. 93/PhotoDisc/Getty RF.
FIGURA 3-62
Un proceso de cambio de fase de líquido a vapor se llama evaporación si ocurre en una interfase líquido-vapor,
y ebullición si ocurre en una interfase sólido-líquido.