Vapor (estat)
El vapor és l'estat d'agregació de la matèria en el que les molèculas interaccionen débilmente entre sí, sense formar enllaços moleculars, adoptant la forma i el volum del recipient que les conté i tendint a expandir-se tot lo possible; és dir, és la fase gaseosa d'una substància sempre que esta es trobe per baix de la seua temperatura crítica.[1]
Encara que utilisem els térmens gas i vapor de manera indistinta, rigorosament existix una diferència. Un gas és una substància que normalment es troba en l'estat gaseós a temperatures i pressions ordinàries; un vapor és la forma gaseosa de qualsevol substància que constituïx un líquit o un sòlit a temperatures i pressions normals, mentres que un gas perfecte requerix el procés de liqüefacció per a passar a l'estat líquit.[2] Quan es parla de temperatures i pressions normals es referix a 25 °C i 1 atm. Per eixemple, es parla de vapor d'aigua i també d'oxigen gaseós.[2]
En la gràfica, el vapor és l'anomenada fase gaseosa, tancada per la llínea vertical que representa la temperatura crítica i les curves blava (curva de vaporisació) i roja (curva de sublimació), que representen les temperatures i pressions específiques en les que coexistixen els estats de la matèria de líquit-gas i sòlit-gas respectivament, convertint-se aixina en vapor. Este diagrama de fases mostra els canvis d'estat de la matèria.[3]
La curva en punts de color vert mostra el comportament anómal del aigua i, en general, el de tots els materials que quan es fonen sofrixen una contracció de volum específic. La curva de fusió (en color vert) marca el punt de fusió per a cada parell (temperatura, pressió). La curva de vaporisació, en blava, lo mateix per al punt d'ebullició, i la curva de sublimació, en roig, mostra la pressió de sublimació per a cada temperatura. Es mostra cóm varien en la pressió. El punt d'unió entre les tres curves (verda, blava i roig) és el punt triple. El punt crític es veu en l'atre extrem de la curva blava de vaporisació.[4]
El vapor sobrecalentado és el gas que es troba per damunt de la seua temperatura crítica pero per baix de la seua pressió crítica.[5]
Pressió de vapor
[editar | editar còdic]
La pressió de vapor és la pressió d'equilibri d'un líquit o un sòlit a una temperatura determinada. La pressió de vapor d'equilibri d'un líquit o d'un sòlit no es veu afectada per la cantitat de contacte en l'interfaç del líquit o del sòlit.[1]
El punt d'ebullició normal d'un líquit és la temperatura a la que la pressió de vapor és igual a la pressió atmosfèrica normal (1 atm = 101.325 kPa).[1]
En els sistemes bifásicos (per eixemple, dos fases líquides), la pressió de vapor de cada una de les fases és igual. En absència d'atraccions interespecíficas més fortes entre molècules similars o no similars, la pressió de vapor seguix la llei de Raoult, que establix que la pressió parcial de cada component és el producte de la pressió de vapor del component pur i el seu fracció molar en la mescla. La pressió de vapor total és la suma de les pressions parcials dels components.[6]
Vapor saturat i no saturat
[editar | editar còdic]- El vapor no saturat és vapor que no ha alcançat l'equilibri dinàmic en un líquit. A una temperatura donada, la pressió de vapor no saturat sempre és menor que la pressió de vapor saturat. En presència de vapor no saturat sobre la superfície del líquit, el procés de vaporisació preval sobre el procés de condensació i, per lo tant, la cantitat de líquit en el recipient disminuïx en el temps.[3]
- El vapor saturat és un vapor que està en equilibri dinàmic en un líquit (la taxa d'evaporament és igual a la taxa de condensació). Açò significa que a una temperatura donada, este volum no pot contindre més vapor. Si es comprimix el vapor que està en equilibri en el líquit baix del pistón (sempre que l'aire del recipient s'haja bombejat prèviament), llavors s'alterarà l'equilibri. Ya que la densitat del vapor en el primer moment aumenta, la condensació aumentarà (començaran a passar més molècules de vapor a líquit que de líquit a gas). Este procés continuarà fins que s'establixca novament l'equilibri dinàmic i la densitat del vapor i, en conseqüència, la concentració de molècules de gas, prenguen el mateix valor.[7]
- Vapor sobresaturado: vapor la pressió del qual supera la pressió del vapor saturat a una temperatura donada.[8] Pot obtindre's aumentant la pressió de vapor en un volum lliure de centres de condensació (partícules de pols, ions, chicotetes gotes de líquit, etc.). Una atra forma d'obtindre-ho és el refredat de vapor saturat en les mateixes condicions. En relació en este últim método d'obtenció de vapor saturat, també s'utilisa el terme vapor sobreenfriado.[9][10][11]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 1,2 Petrucci, Ralph H.; Harwood, {{{nom2}}}; Herring, {{{nom3}}} (2002). «Chapter 12: Liquids, Solids, and Intermolecular Forces», General Chemistry: Principles and Modern Applications, 8.ª edició, Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, p. 486. ISBN 978-0-13-014329-5.
- ↑ 2,0 2,1 (2004) «Chapter 6: Gasos», Físicoquímica per a les ciències químiques i biològiques, McGraw Hill, p. 179. ISBN 978-970-10-6652-2.
- ↑ 3,0 3,1 Atkins, Peter; de Paula, {{{nom2}}} (2017). «Chapter 4: Phase Diagrams», Atkins' Physical Chemistry, 11.ª edició, Oxford: Oxford University Press, pp. 150-175. ISBN 978-0-19-876986-6.
- ↑ Callen, Herbert B. (1985). «Chapter 7: Phase Transitions», Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, 2.ª edició, New York: John Wiley & Sons, pp. 150-180. ISBN 978-0-471-86256-7.
- ↑ Çengel, Yunus A.; Bols, {{{nom2}}} (2019). «Chapter 3: Pure Substances», Thermodynamics: An Engineering Approach, 9.ª edició, New York: McGraw-Hill Education, pp. 100-125. ISBN 978-1-260-08264-7.
- ↑ Engel, Thomas; Reid, {{{nom2}}} (2006). «Chapter 7: Thermodynamics of Multicomponent Mixtures», Physical Chemistry, Sant Francisco: Pearson Benjamin Cummings, p. 194. ISBN 978-0-321-29356-5.
- ↑ Smith; Van Ness, H. C.; Abbott, {{{nom3}}} (2005). «Chapter 3: Volumetric Properties of Pure Fluids», Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 7.ª edició, New York: McGraw-Hill, pp. 80-100. ISBN 978-0-07-310445-4.
- ↑ A. M. Projorov (1984). «Physical Encyclopedic Dictionary», Vapor sobresaturado (en ru), Enciclopèdia Soviètica, pp. 529.
- ↑ Lyubitov, Yu. N. (1992). «Physical Encyclopedia», Vapor saturat (en ru), Gran Enciclopèdia Russa, p. 248. ISBN 5-85270-019-3.
- ↑ Sivukhin, D. V. (2005). «Termodinàmica i física molecular», Curse general de física (en ru), Fizmatlit, p. 384. ISBN 5-9221-0601-5.
- ↑ Savelyev, I. V. (1970). «Mecànica. Física molecular», Curse de física general (en ru), Nauka, pp. 414-415.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Vapor (estado)» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.