Presion de Vapor y equilibrio de fases

Presión de Vapor y equilibrio de Fases.

La presión en un recipiente de gas se debe a que las moléculas individuales golpean la pared del recipiente y ejercen una fuerza sobre el mismo. Esta fuerza es proporcional a la velocidad media de las moléculas y el número de moléculas por unidad de volumen del recipiente (es decir, densidad molar). Por lo tanto, la presión ejercida por un gas es una función fuerte de la densidad y la temperatura del gas. Para una mezcla de gases, la presión medida por un sensor, tal como un transductor, es la suma de las presiones ejercidas por cada especie de gas, denominada presión parcial. Puede verse (véase el capítulo 13) que la presión parcial de un gas en una mezcla es proporcional al número de moles (o la fracción molar) de ese gas

El aire puede retener cierta cantidad de humedad solamente, y la proporción de la cantidad real de humedad en el aire a una temperatura dada a la cantidad máxima de aire que puede retener a esa temperatura se denomina humedad relativa f. La humedad relativa oscila entre 0 para aire seco y 100 por ciento para aire saturado (aire que no puede contener más humedad). La presión de vapor del aire saturado a una temperatura dada es igual a la presión de saturación del agua a esa temperatura. Por ejemplo, la presión de vapor de aire saturado a 258C es 3,17 kPa.

La cantidad de humedad en el aire está completamente especificada por la temperatura y la humedad relativa, y la presión de vapor está relacionada con la humedad relativa f por El rango deseable de humedad relativa para el confort térmico es de 40 a 60 por ciento. Tenga en cuenta que la cantidad de humedad que el aire puede contener es proporcional a la presión de saturación, que aumenta con la temperatura. Por lo tanto, el aire puede contener más humedad a temperaturas más altas.

La caída de la temperatura del aire húmedo reduce su capacidad de humedad y puede dar lugar a la condensación de parte de la humedad del aire como gotas de agua suspendidas (niebla) o como película líquida sobre superficies frías (rocío). Así que no es ninguna sorpresa que la niebla y el rocío son ocurrencias comunes en lugares húmedos, especialmente en las primeras horas de la mañana, cuando las temperaturas son las más bajas.

Tanto la niebla como el rocío desaparecen (se evaporan) a medida que la temperatura del aire sube poco después del amanecer. Usted también puede haber notado que los dispositivos electrónicos tales como videocámaras vienen con advertencias contra traerlos en interiores húmedos cuando los dispositivos son fríos para evitar la condensación de la humedad en la electrónica sensible de los dispositivos.

Tenga en cuenta que el aire en la superficie del agua está siempre saturado debido al contacto directo con el agua, y por tanto a la presión de vapor. Por lo tanto, la presión de vapor en la superficie del lago es la presión de saturación del agua a la temperatura del agua en la superficie. Si el aire no está saturado, entonces la presión de vapor disminuye hasta el valor en el aire a cierta distancia de la superficie del agua, y la diferencia entre estas dos presiones de vapor es la fuerza motriz para la evaporación del agua. La tendencia natural del agua a evaporarse para lograr el equilibrio de fase con el vapor de agua en el aire circundante constituye la base para el funcionamiento de los enfriadores evaporativos (también llamados enfriadores de pantano). En tales enfriadores, el aire exterior caliente y seco es obligado a fluir a través de un paño húmedo antes de entrar en un edificio. Parte del agua se evapora absorbiendo calor del aire, y por lo tanto enfriándolo. Los enfriadores evaporativos se usan comúnmente en climas secos y proporcionan un enfriamiento eficaz. Son mucho más baratos funcionar que acondicionadores de aire puesto que son baratos comprar, y el ventilador de un refrigerador evaporativo consume mucho menos energía que el compresor de un acondicionador de aire.

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