UNIDAD 4

La capilaridad se refiere a la tendencia del agua de moverse por un tubo estrecho en contra de la fuerza de la gravedad.

Debido a sus propiedades fsicas y qumicas. En la industria el liquido utilizado para producir vapor es el agua.Porque? Cules son esas propiedades? Ya que el oxigeno tiene una electronegatividad superior a la del hidrogeno, el agua es una molcula polar. El oxgeno tiene una ligera carga negativa, mientras que los tomos de hidrgenos tienen una carga ligeramente positiva del que resulta un fuerte momento dipolar elctrico. La interaccin entre los diferentes dipolos elctricos de una molcula causa una atraccin en red que explica el elevado ndice de tensin superficial del agua. La fuerza de interaccin de la tensin superficial del agua es la fuerza de Van Der Waals entre molculas de agua. La aparente elasticidad causada por la tensin superficial explica la formacin de ondas capilares. A presin constante, el ndice de tensin superficial del agua disminuye al aumentar su temperatura. Tambin tiene un alto valor adhesivo gracias a su naturaleza polar. El punto de ebullicin del agua (y de cualquier otro lquido) est directamente relacionado con la presin atmosfrica. Por ejemplo:

En la cima del Everest, el agua hierve a unos 68 C. Mientras que al nivel del mar este valor sube hasta 100.

Del mismo modo, el agua cercana a fuentes geotrmicas puede alcanzar temperaturas de cientos de grados centgrados y seguir siendo lquida.El agua tiene el segundo ndice ms alto de capacidad calorfica especfica (calor especifico) -slo por detrs del amonaco; este factor se deben al enlace de hidrgeno entre molculas.La densidad del agua lquida es muy estable y vara poco con los cambios de temperatura y presin. A la presin normal (1 atmsfera), el agua lquida tiene una mnima densidad (0,958 kg/l) a los 100C. Al bajar la temperatura, aumenta la densidad (por ejemplo, a 90C tiene 0,965 kg/l) y ese aumento es constante hasta llegar a los 3,8C donde alcanza una densidad de 1 kg/litro. Esa temperatura (3,8C) representa un punto de inflexin y es cuando alcanza su mxima densidad (a la presin mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente (casi nada en la prctica), hasta que a los 0 disminuye hasta 0,9999 kg/litro. Cuando pasa al estado slido (a 0C), ocurre una brusca disminucin de la densidad pasando de 0,9999 kg/l a 0,917 kg/l. Estados de agregacin de la materiaSlidoLquidoGaseosoFusinEvaporacinSublimacinSolidificacinCondensacinSublimacin RegresivaTemperatura

Segn la teora cintica, la temperatura es una medida de la energa cintica media de los tomos y molculas que constituyen un sistema. Dado que la energa cintica depende de la velocidad, podemos decir que la temperatura est relacionada con las velocidades medias de las molculas del gas.Presin

Segn la teora cintica, la presin de un gas est relacionada con el nmero de choques por unidad de tiempo de las molculas del gas contra las paredes del recipiente. Cuando la presin aumenta quiere decir que el nmero de choques por unidad de tiempo es mayor.Volumen

El volumen es el espacio que ocupa un sistema. Recuerda que los gases ocupan todo el volumen disponible del recipiente en el que se encuentran. Decir que el volumen de un recipiente que contiene un gas ha cambiado es equivalente a decir que ha cambiado el volumen del gas.Cantidad de gas

La cantidad de gas est relacionada con el nmero total de molculas que se encuentran en un recipiente. La unidad que utilizamos para medir la cantidad de gas es el mol.

Un mol es una cantidad igual al llamado nmero de Avogadro:

1 mol de molculas= 6,0221023 molculas

1 mol de tomos= 6,0221023 tomos

602.200.000.000.000.000.000.000 !!!

La masa molar de una sustancia pura es la masa que corresponde a 1 mol de dicha sustancia: masa en gramosmasa molar = -------------------- cantidad de molesLey de Avogadro

Ley de Boyle

Ley de Charles

Ley de Gay-Lussac

Ecuacin de los gases ideales

n = nmero de molesP = presinV = volumenT = temperaturaR = Constante de los gases

Ley Generalizada de los gasesTeora Cintico-Molecular de los Gases

En 1738 Daniel Bernouilli dedujo la Ley de Boyle aplicando a las molculas las leyes del movimiento de Newton, pero su trabajo fue ignorado durante ms de un siglo.

Los experimentos de Joule demostrando que el calor es una forma de energa hicieron renacer las ideas sostenidas por Bernouilli y en el perodo entre 1848 y 1898, Joule, Clausius, Maxwell y Boltzmann desarrollaron la teora cintico-molecular, tambin llamada teora cintica de los gases, que se basa en la idea de que todos los gases se comportan de la misma manera en lo referente al movimiento molecular .En 1905 Einstein aplic la teora cintica al movimiento browniano de una partcula pequea inmersa en un fluido y sus ecuaciones fueron confirmadas por los experimentos de Perrn en 1908, convenciendo de esta forma a los energticos de la realidad de los tomos. La teora cintica de los gases utiliza una descripcin molecular para explicar el comportamiento macroscpico de la materia y se basa en los siguientes postulados:

Leyes de Graham para la Difusin y Efusin

Gases RealesEcuacin de van der Waals

Un generador de vapor (steam generator) se define como unacombinacin compleja de: Economizador CALDERA Sobrecalentador Precalentadores de aire Valvulas de seguridad Equipos auxiliaresEquipos auxiliares: Alimentador de horno Pulverizadores Quemadores Ventiladores Equipo de control de:Alimentacion de aguaCombustinTemperatura Chimenea Equipo de manejo de cenizasEtcClasificacin de calderas1.-Segn la presin de trabajo:

Baja presin: de 0 - 2.5 Kg./cm2Media presin: de 2.5 - 10 Kg./cm2Alta presin: de 10 - 220 Kg./cm2Supercrticas: ms de 220 Kg./cm22.-Segn se generacin:

De agua calienteDe vapor: -saturado.-sobrecalentado.3.-Segn la circulacin de agua dentro de la caldera:

Circulacin natural: el agua se mueve por efecto trmico.

Circulacin forzada: el agua se hace circular mediante bombas.4.-Segn la circulacin del agua y los gases calientes en la zona de tubos de las calderas. Segn esto se tienen 2 tipos generales de calderas:Piro-tubulares o de tubos de humo.Acuo-tubulares o de tubos de agua.Piro tubulares o de tubos de humo.En estas caderas los humos pasan por dentro de los tubos cediendo su calor al agua que losrodea.

Calderas Piro-tubular (Tubos de humo)

Acuotubulares o de tubos de agua.El agua circula por dentro de los tubos, captando calor de los gases calientes que pasan por el exterior. Permiten generar grandes cantidades de vapor sobrecalentado a alta presin y alta temperatura, se usa en plantas trmicas para generar potencia mediante turbinas.

DOMO

Caldera bagacera