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Calor y cambios de estado de la materia, cambios de fase

El calor y los cambios de fase de la materia

Cambiode fase de líquido a vapor



Es inmediata la comprensión de algunos fenómenos por el simple hecho de su comprobación cotidiana.

Aquí van dos de las mas frecuentes:

Al calentar agua, esta se transforma en vapor, al alcanzar una cierta temperatura.

Al enfriarla, el agua se solidifica, por debajo de cierta temperatura.

Primera conclusión:

Si le entregamos o quitamos calor a el agua ésta cambia de estado. Esto mismo ocurre con otras sustancias.

Por lo tanto si ideamos una manera de provocar el cambio de estado en la materia, la consecuencia sera entregar o quitar calor.

Para aclarar la idea, veamos un dibujo del proceso de calentar agua y otro del proceso de provocar el cambio de estado, utilizando los mismos elementos.

Si calentamos agua esta pasa a estado vapor, también se puede decir que se evapora, las partículas antes estaban en el agua pasan a un estado que les permite irse desprendiendo de la masa de líquido y pasan al aire que rodea el agua y de esa manera se alejan. Este proceso sabemos solo finaliza cuando no queda mas líquido en el recipiente.

Cambio de estado, intercambio de calor

Ahora la propuesta es imaginarnos una manera de provocar el cambio de estado sin la inyección de calor.

El mecanismo es un compresor y lo que se comprime es una sustancia en estado líquido para después expandirla, transformándose en vapor y de esa manera lograr en el entorno, un descenso muy marcado de la temperatura.

 

Compresor bomba de calor

Todos los refrigeradores convencionales funcionan bajo este principio, y utilizando el recurso de un compresor, evaporan una sustancia que luego se vuelve a condensar, en un circuito cerrado. Dentro de ese circuito cerrado los dos ciclos evaporar y condensar se repiten bajo la dirección de un termostato que es el encargado de interrumpirlo cuando se alcance la temperatura deseada.

 

Bomba de calor

 

donde se evapora la sustancia es el congelador del refrigerador y el lugar donde se condensa la sustancia es la rejilla posterior de los refrigeradores convencionales.

El refrigerador doméstico es un tipo de Bomba de Calor utilizada para enfriar alimentos.

En general as Bombas de Calor están construidas de manera que el evaporador y el condensador invierten su rol de forma que se pueda invertir el sentido de la transmisión del calor como por ejemplo, aplicada a la climatización de una vivienda, con la misma Bomba de Calor calentar en invierno y refrigerar en verano, como es el caso de los tradicionales equipos de aire acondicionado frío-calor que funcionan por inversión de ciclo.

Existen distintos tipos de Bombas de Calor según el medio en los que se implantan los intercambiadores de calor.

Julio A Miranda

Fuentes:

Química materia y cambio, Dingrando, Gregg, Hainen y Wistrom

Mc GrawHill

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