Concepto principales Presión de vapor y líquidos (II)

El concepto de presión de vapor se puede entender con mayor facilidad si se examina la figura 4.10, la cual muestra en tres dimensiones la superficie, p, V, T del agua. La presión de vapor está representada por la proyección bidimensional (una curva) de la superficie tridimensional sobre el plano p-T. La perspectiva cruza directamente la región líquido-vapor (por claridad, se incluyó una ligera amplificación de la proyección en la esquina inferior izquierda). La figura 4.11 es una ampliación adicional de un segmento de la región de la figura 4.10.Para cada temperatura, podemos leer la presión correspondiente en la que el vapor de agua y el agua líquida existen en equilibrio. El lector habrá observado esta condición de equilibrio muchas veces; por ejemplo, en la ebullición. Cualquier sustancia tiene un número infinito de puntos de ebullición, pero por costumbre decimos que el punto de ebullición "normal" es la temperatura a la que hierve una sustancia a una presión de 1 atm (101.3 kPa, 760mmHg). A menos que se especifique otra presión, se supone que la presión es 1 atm y se da por hecho que el término punto de ebullición se refiere al "punto de ebullición normal". Un pistón que ejerce una fuerza de 101.3kPa bien puede tomar el lugar de la atmósfera, como se muestra en la figura 4.12. Por ejemplo, el lector sabe que el agua hierve (se vaporiza) a 100°C y que la presión será 101.3 kPa o 1 atm (puntos B). Suponga que calienta agua que inicialmente está a 77°C en un recipiente, como en la figura 4.12 que sucede? Suponemos que en todo momento el vapor de agua está en equilibrio con el agua líquida; se trata de un proceso a presión constante. Al aumentar la temperatura y mantenerse constante la presión que confina el sistema, nada muy notable sucede hasta que se llega a 100°C. En ese momento, el agua comenzará a hervir, es decir, a evaporarse. Si el agua se evapora, el vapor empujará el pistón y el agua cambiará por completo de líquido a vapor. Si calentamos el agua a presión constante una vez que se ha evaporado en el punto B, podremos aplicar las leyes de los gases en la región de temperatura B-C (y a temperaturas más altas). La inversión de este profeso desde la temperatura C haria que el vapor se condensara en B para formar un líquido. La temperatura en el punto B se denomina punto de rocío.