Page 412 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

19.7 Vaporización 393

(a)

A2 b2
(b)
Figura 19.4 (a) Compresión de un gas ideal a cualquier temperatura o de un gas real a alta temperatura,
(b) Licuefacción de un gas real cuando se comprime a bajas temperaturas.

Si el mismo gas se comprime a una temperatura mucho más baja, empezará a conden­
sarse a una presión y un volumen determinados. Si se le comprime aún más, continuará la
licuefacción del gas a una presión esencialmente constante, hasta el momento en que todo el
gas se haya condensado. Al llegar a ese punto, una brusca elevación de la presión da como
resultado una disminución ligera del volumen. El proceso completo se muestra gráficamente
como la curva A,5 , que aparece en la figura 19.4.
Empecemos ahora a realizar la compresión a alta temperatura y diseñemos el experimen­
to para temperaturas cada vez más bajas. Al final se alcanzará una temperatura en la cual el
gas se empezará a licuar bajo compresión. A la temperatura más alta a la que se puede produ­
cir la licuefacción se le ha dado el nombre de temperatura crítica.

La temperatura crítica de un gas es la temperatura por arriba de la cual el gas
no se licuará, independientem ente de la presión que se le aplique.

Si se desea licuar un gas cualquiera, primero debe enfriarse por debajo de su temperatura
crítica. Antes de que se llegara a comprender este concepto, los científicos intentaban licuar
oxígeno sometiéndolo a presiones extremas. Sus intentos fallaban debido a que la temperatu­
ra crítica del oxígeno es — 119°C. Después de enfriar el gas por debajo de esta temperatura,
se puede licuar fácilmente por medio de compresión.

Vaporización
En el capítulo 17 se estudió en detalle el proceso de vaporización en el cual se requiere una
cantidad definida de calor para pasar de la fase líquida a la fase de vapor. Hay tres formas por
las que puede ocurrir este cambio: (1) evaporación, (2) ebullición y (3) sublimación. Durante la
evaporación, se presenta la vaporización en la superficie de un líquido mientras las moléculas
con más energía abandonan la superficie. En el proceso de ebullición, el proceso de vaporiza­
ción se presenta en el seno del líquido. La sublimación tiene lugar cuando un sólido se evapora
sin pasar por la fase líquida. En cada uno de esos casos, el líquido o el sólido deben perder una
cantidad de energía igual al calor latente de evaporación o sublimación.