termodinamica
El conocimiento y evaluación de las propiedades termodinámicas del agua y del vapor de agua en sus distintos estados es fundamental para la resoluciónde los problemas en los que esta sustancia se encuentra implicada. De todas ellas, la entalpía es la más importante, ya que la mayoría de los procesos se efectúan a presión constante.
Para poderevaluarla es preciso tomar un nivel de referencia, asignándose un valor de entalpía igual a cero al agua líquida en las condiciones del punto triple, es decir, a C. A efectos prácticos, puede tomarsetambién el nivel de referencia en C. (Los valores de la entalpía y de otras propiedades se encuentran recogidos en tablas, que serán objeto de explicación en clase).
La entalpía de un agua líquidasaturada es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 kg de agua desde C hasta su temperatura de ebullición a una presión determinada. La simbolizaremos como hf.
La entalpía devaporización es la cantidad de calor necesaria para convertir 1 kg de agua líquida saturada en vapor saturado y seco. Su valor disminuye con el aumento de temperatura y se hace cero en el estado crítico. Ladesignaremos como hfg.
La entalpía de un vapor saturado y seco es la suma de las dos anteriores. hg = hf + hfg.
La entalpía de un vapor de agua húmedo se define como la cantidad de calor necesariapara obtener 1 kg de vapor húmedo a partir de 1 kg de agua líquida saturada a 0,01º C. Su valor es menor que el anterior hg, pudiéndose escribir, en función del título:
(10.2)
Esta ecuación es válidapara el cálculo de cualquier otra propiedad termodinámica en función del título, si bien, para el caso del volumen específico de un vapor húmedo se puede simplificar, ya que la contribución de lafase líquida en el volumen total puede despreciarse. Así:
Para el vapor de agua sobrecalentado, la entalpía puede calcularse de acuerdo a la expresión siguiente: , siendo cp,v la capacidad calorífica...
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