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Balances de Energía 2

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Sobre esta actividad

A través del vídeo quiz se pretende facilitar la comprensión de varias definiciones: líquido subenfriado o comprimido, liquido y vapor saturados y vapor sobrecalentado.

Creada por

Mario Alberto Jurado Eraso
Mario Alberto Jurado Eraso
Colombia

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Balances de Energía 2
 

Balances de Energía 2Versión en línea

A través del vídeo quiz se pretende facilitar la comprensión de varias definiciones: líquido subenfriado o comprimido, liquido y vapor saturados y vapor sobrecalentado.

por Mario Alberto Jurado Eraso
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El calor es una forma de energía que aparece cuando se pone en contacto un cuerpo caliente con uno frío. y se presenta básicamente por cambios de temperatura que modifican la energía interna del sistema. Hasta esta parte del vídeo el investigador nos muestra que el agua pasa de la fase sólida a la fase líquida al poner en contacto el hielo a menor temperatura, con sus manos a mayor temperatura; es decir se trasfiere energía en forma de calor desde el ser humano al hielo, modificando su energía interna. Además vemos que la presión sobre el hielo se mantiene constante e igual a la presión atmosférica. La temperatura del Hielo cambiará durante este cambio de fase?. Nota: Recuerda que la influencia de la presión sobre sólidos y líquidos no es muy importante.

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Hemos visto que el investigador ha suministrado calor a los hielos hasta que éstos se han convertido en agua líquida pero observa que la presión sobre el sistema es constante pues solo le afecta la presión atmosférica durante este proceso. A este punto recuerda que la presión influye sobre el cambio de fase de líquido a vapor, pues la influencia de la presión es importante sobre los gases. Es decir, los líquidos tienen un punto de ebullición que depende de la presión que se ejerza sobre ellos. Recuerda que para calcular la temperatura de ebullición se puede usar la Ecuación de Antoine. Suponiendo que el investigador se encuentra a nivel del mar p_atmosferica = 1 atm, la temperatura de ebullición del agua será 100°C. Es decir mientras el agua este por debajo de 100°C a esta presión constante (líquido sub-enfriado o comprimido), el líquido seguirá siendo líquido. Cuando alcance los 100°C esta temperatura se mantendrá constante hasta que la última gota de líquido pase a vapor. ¿Qué líquido tiene el investigador en la olla?

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En este momento vemos que la tapa de la olla pequeña se comienza a empañar. Esto es debido a que el agua ha alcanzado su punto de ebullición (ej: digamos 100°C a 1 atm), temperatura que se mantendrá constante hasta que la última gota de agua se convierta en vapor. sin embargo, a pesar de que la temperatura se mantenga constante, así como la presión sobre el sistema, el agua sigue cambiando de fase. Decimos que el agua una vez alcanza su punto de ebullición se encuentra como líquido saturado, pero observa que también tenemos vapor a este vapor lo llamamos vapor saturado. Y el proceso se llama equilibrio líquido - vapor. Con base en lo observado y lo discutido aquí: La temperatura del vapor y del liquido durante el equilibrio líquido - vapor son:

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Una vez todo el líquido se convierta en vapor y si lo pudiéramos atrapar dentro de la olla todavía tendríamos vapor saturado, pero si lo tuviéramos atrapado en la olla y siguiéramos calentado la temperatura de este vapor seguiría aumentando y por lo tanto tendríamos un vapor sobre-calentado. Observa que aún la presión sobre el sistema sigue siendo constante. Con base en lo discutido y lo observado, Cuando el investigador calienta el líquido recién formado por la fusión de los hielos, hasta una temperatura de ebullición, se ha suministrado:

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