Líquido saturado vs líquido subenfriado: 3 hechos críticos

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Líquido saturado VS líquido subenfriado: necesidad de conocer los hechos críticos

Líquido saturado y líquido subenfriado son las diferentes etapas durante el proceso de cambio de fase de un líquido puro. Las principales fases de una sustancia pura son sólida, líquida y gaseosa.

Líquido subenfriado se refiere a la fase de una sustancia en la que existe en forma líquida a una temperatura por debajo de su punto de ebullición a la presión del sistema. los líquido saturado es un líquido que está a punto de vaporizarse, lo que significa que cualquier descenso de presión sin cambiar su temperatura hace que hierva.

Líquido saturado vs líquido subenfriado

Crédito de la imagen: líquido saturado versus líquido subenfriado https://s3.studentvip.com.au/notes/11438-

Cualquier líquido, ya sea en su forma pura o en una mezcla, ejerce una presión específica sobre la superficie del líquido a una temperatura particular, que se denomina presión de vapor de la sustancia a esa temperatura. Si la temperatura del líquido aumenta, también aumenta su presión de vapor. Como esta presión de vapor es igual a la presión de la atmósfera circundante, el líquido comienza a hervir. El líquido en su punto de ebullición se llama líquido saturado.

Por ejemplo, el agua es un líquido saturado en su punto de ebullición de 100°C bajo la condición atmosférica al nivel del mar o presión de 1 atmósfera. A medida que el agua se enfría por debajo de 100°C, se subenfría. A medida que la presión aumenta más allá de 1 atmósfera, el punto de ebullición del agua aumenta o se convierte en un líquido subenfriado a 100 °C.

Ejemplo de líquido subenfriado

Cualquier líquido por debajo de su temperatura de ebullición a una presión determinada se puede considerar como un líquido subenfriado.

El agua hierve a 373 ° K (100 ° C). Ahora, el agua a temperatura ambiente a 293 ° K (25 ° C) y a una presión atmosférica normal es un ejemplo de Líquido subenfriado.

Ciertas condiciones que causan el subenfriamiento de un líquido son:

A una determinada presión del sistema, cuando el líquido alcanza una temperatura inferior a su temperatura de saturación. Cuando el líquido está a una presión superior a su presión de saturación a la temperatura dada. Termodinámicamente el líquido tiene menor entalpía y volumen específico que el de un líquido saturado.

Artículo 3 imagen 1

Crédito de la imagen: diagrama de televisión que representa el cambio de fase del agua a presión constante https://engineering.purdue.edu/CFDLAB/class/me200/filesFall2010/me200_notes_f10_week3.pdf

Algunos otros ejemplos de líquido subenfriado son:

  • Amoníaco líquido a una temperatura inferior a -33.3 ° C y una presión de 1 bar o superior.
  • Amoníaco líquido a una temperatura inferior a -50 ° C y una presión de 0.41 bar o superior.
  • Etilenglicol a una temperatura inferior a 197 C y una presión de 1 bar o superior
  • Alcohol etílico a una temperatura inferior a 77.8 C y una presión de 1 bar o superior.

Como se puede ver anteriormente, en el ejemplo del amoníaco líquido, puede salir en condiciones de subenfriamiento a diferentes condiciones de presión y temperatura. -33.3 ° C es la temperatura de saturación del amoniaco a 1 bar de presión. Del mismo modo, para una temperatura de -50 ° C, la presión de saturación correspondiente para el amoníaco es de 0.41 bar (aprox.).

Presión de líquido subenfriado

Se dice que un líquido con una presión superior a su presión de saturación a la temperatura dada es un líquido subenfriado o comprimido.

Líquido subenfriado significa que la temperatura del líquido es más baja que la temperatura de saturación para esa presión particular y un líquido comprimido significa que la presión del líquido es superior a la presión de saturación para la temperatura dada. Ambos términos se pueden utilizar alternativamente.

Dado que los líquidos son de naturaleza incompresible, sus propiedades son relativamente independientes de la presión. Los líquidos subenfriados se definen por:

  • Mayor presión que un líquido saturado (P> Ppuebloen un T dado)
  • Temperatura más baja que un líquido saturado (T <Tpueblo en una P dada)
  • Entalpía más baja que un líquido saturado (h <hfen un T o P dado)
  • Energía interna más baja que un líquido saturado (u <ufen un T o P dado)
  • Volumen específico más bajo que un líquido saturado (v <vf en un T o P dado)

La entalpía se ve afectada principalmente por la presión, una relación más precisa para h

hf~hpie+vf(PÁGINASpueblo)

pv

Crédito de la imagen: diagrama PV de una sustancia pura http://processandinstrumentation.blogspot.com/

Preguntas frecuentes

P. ¿Cuál es la diferencia entre líquido saturado y subenfriado?

Respuesta:Aunque ambos Líquido saturado y Líquido subenfriado son las dos fases del mismo líquido, son bastante diferentes entre sí.

Subenfriado es la condición en la que el líquido está más frío que la temperatura mínima (temperatura de saturación), que se requiere para evitar que hierva. Por el contrario, el líquido saturado es la condición en la que el líquido está casi en su punto de ebullición.

En el caso del líquido saturado, si se baja aún más la presión y se mantiene constante la temperatura, el líquido saturado comenzará a hervir. Por otro lado, el líquido se subenfriará si la presión aumenta más allá de su presión saturada en su punto de ebullición.

P. ¿Por qué es deseable el subenfriamiento en un sistema de refrigeración?

Respuesta:A líquido subenfriado aumenta la eficiencia energética de un sistema de refrigeración ya que tiene un volumen específico más bajo

El refrigerante se subenfría en el condensador para evitar la vaporización temprana del refrigerante antes de dirigirse hacia el dispositivo de expansión.

Si no se proporciona el área de superficie adecuada del condensador para garantizar un subenfriamiento adecuado, el refrigerante puede evaporarse parcialmente en la tubería a medida que se mueve hacia el dispositivo de expansión. Si el refrigerante se evapora parcialmente antes de ingresar al dispositivo de expansión, será necesario bombear un mayor volumen de refrigerante para lograr el mismo enfriamiento. Esto aumenta el costo de bombeo y, por lo tanto, el consumo de energía.