Vapor
El vapor és aigua en la fase gaseosa, que es forma quan l'aigua hervir o es evapora.[1] El vapor és invisible; no obstant, el terme "vapor" sol referir-se al vapor humit, és dir, la boira visible o el aerosol de gotes d'aigua que es formen quan este vapor d'aigua es condensa.[2] A pressions inferiors, com en la atmòsfera superior o en el cim d'altes montanyes, l'aigua hervir a una temperatura més baixa que els nominals Error de Lua: expandTemplate: template "es:formatnum" does not exist. a pressió estàndar.[3] Si es calfa més allà del seu punt d'ebullició, es convertix en vapor sobrecalentado.[4]
La entalpia de vaporisació és l'energia requerida per a convertir l'aigua en forma gaseosa, lo que aumenta la seua volum aproximadament 1700 voltes a temperatura i pressió estàndar.[5] Este canvi de volum pot convertir-se en treball mecànic per mig de màquines de vapor, com els motors de pistón i les turbines de vapor, que són un subconjunt de les màquines de vapor.[6] Les màquines de vapor de pistón varen eixercitar un paper central en la Revolució Industrial,[7] i les turbines de vapor modernes s'utilisen per a generar més del 80% de la electricitat mundial.[8] Si l'aigua líquida entra en contacte en una superfície extremadament calenta o es despresuriza ràpidament per baix de la seua pressió de vapor, pot provocar una explosió de vapor.[9]
Producció de vapor
[editar | editar còdic]Tradicionalment, el vapor es genera calfant una caldera per mig de la combustió de carbó o atres combustibles, pero també és possible produir vapor en energia solar.[10][11][12] Les calderes modernes inclouen dissenys de recuperació de calor residual i calderes de recuperació que aprofiten la calor d'atres processos industrials.[13]
Tipos de vapor
[editar | editar còdic]Vapor humit
[editar | editar còdic]El vapor d'aigua que inclou gotes d'aigua en suspensió es denomina vapor humit. A mida que el vapor humit es calfa, les gotetes s'evaporen i, a una temperatura suficientment alta (depenent de la pressió), tota l'aigua s'evapora i el sistema alcança el equilibri vapor-líquit.[14] El vapor humit es caracterisa per la seua calitat de vapor (fracció de massa de vapor en la mescla líquit-vapor), que varia entre 0 (líquit saturat) i 1 (vapor saturat sec).[1]
Vapor saturat
[editar | editar còdic]El vapor saturat està en equilibri termodinàmic en aigua líquida a la mateixa temperatura i pressió. Es subdivide en vapor saturat sec (sense gotes d'aigua) i vapor saturat humit (en gotes en suspensió).[2]
Vapor sobrecalentado
[editar | editar còdic]El vapor sobrecalentado és vapor a una temperatura superior a la seua punt d'ebullició per a una pressió donada, lo que solament ocorre quan tota l'aigua líquida s'ha evaporat o eliminat del sistema.[15] El vapor sobrecalentado té aplicacions en turbines de vapor d'alta eficiència i en processos industrials que requerixen transferència de calor a altes temperatures sense condensació.[16]
Taula comparativa de tipos de vapor
[editar | editar còdic]| Tipo de vapor | Temperatura | Contingut de líquit | Aplicacions típiques |
|---|---|---|---|
| Vapor humit | Temperatura de saturació | Present (gotes) | Calefacció, processos industrials |
| Vapor saturat sec | Temperatura de saturació | Absent | Base per a sobrecalentamiento |
| Vapor sobrecalentado | Superior a la saturació | Absent | Turbines d'alta eficiència, generació elèctrica |
Fonts: Çengel & Bols (2015),[1] Moren & Shapiro (2014).[2]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 1,2 Çengel, Yunus A.; Bols, {{{nom2}}} (2015). «3 (Properties of Pure Substances)», Thermodynamics: An Engineering Approach, 8.ª edició, McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-339817-4.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 Moren, Michael J.; Shapiro, {{{nom2}}} (2014). «3 (Evaluating Properties)», Fundamentals of Engineering Thermodynamics, 7.ª edició, John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-41293-0.
- ↑ Incropera, Frank P.; DeWitt, {{{nom2}}} (2011). «1 (Introduction)», Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 7.ª edició, John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-50197-9.
- ↑ Rogers, Gordon F. C.; Mayhew, {{{nom2}}} (1995). Thermodynamic and Transport Properties of Fluids, 5.ª edició, Blackwell Publishing, p. 28. ISBN 978-0-631-19703-4.
- ↑ Çengel, Yunus A. (2008). «3 (Enthalpy of Vaporization)», Introduction to Thermodynamics and Heat Transfer, 2.ª edició, McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-338017-9.
- ↑ Smith (2018). «1 (Introduction)», The Steam Engine: A History, Amberley Publishing. ISBN 978-1-138-39089-8.
- ↑ Landes, David S. (2003). «2 (The Industrial Revolution)», The Unbound Prometheus: Technological Change and Industrial Development in Western Europe from 1750 to the Present, 2.ª edició, Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-53402-4.
- ↑ Wiser, Wendell H. (2000). «Energy Source Contributions to Electric Power Generation», Energy resources: occurrence, production, conversion, use, Birkhäuser, p. 190. ISBN 978-0-387-98744-6.
- ↑ (2021).Energies.14(15)doi:10.3390/en14154472.
- ↑ (2012).International Journal of Thermal Sciences.56
- 1–11.doi:10.1016/j.ijthermalsci.2012.01.012.
- ↑ (2011).Journal of Renewable and Sustainable Energy.3(2)
- 023104.doi:10.1063/1.3571565.
- ↑ (2009).Applied Physics Letters.95(16)
- 161907.doi:10.1063/1.3250174.
- ↑ Rayaprolu, Kumar (2009). «2 (Steam Generation)», Boilers for Power and Process, CRC Press. ISBN 978-1-4200-7536-6.
- ↑ Singh, R. Paul (2001). Introduction to food engineering, 3.ª edició, Academic Press. OCLC 47193841. ISBN 0-12-646384-0.
- ↑ «Resources and Design Tools». www.spiraxsarco.com. Spirax Sarco. Consultat el 2026-04-30.
- ↑ Kehlhofer, Rolf (2009). «4 (Steam Turbines)», Combined-Cycle Gas & Steam Turbine Power Plants, 3.ª edició, PennWell. ISBN 978-1593707453.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Vapor» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.