La Gaceta industrial (1870-04-30 00:00:00), página 7

SECCION CIENTÍFICA.

LOS CAMBIOS DE ESTADO FÍSICO SEGÚN LA TERMODINÁMICA.

(Conclusion.)

PARTE TERCERA. (*)

Vaporización y liquefacción.

(30) Si análogamente, á lo que hicimos en la parte anterior (12), designamos por

\[
K = C + h \frac{d p}{d t},
\]

la función que corresponde al estado líquido, en la cual \(C\) es la capacidad calorífica y \(h\) un coeficiente (5) relativo á la variación de presión, como esta influye poco en los líquidos, tendremos, sin error sensible, \(K = C\). Para los vapores será análogamente

\[
K' = C' + h' \frac{d p}{d t},
\]

en la cual \(h'\) no es como antes despreciable.

La ecuación (b), aplicada á un vapor saturado, es

\[
d Q = c' d t + l' d v' = (c' + l' \frac{d v'}{d T}) d T;
\]

siendo \(v'\) el volumen específico y \(T\) la única variable independiente. Pero en este caso es

\[
d Q = K' d T;
\]

luego identificando ambas ecuaciones, resulta

\[
K' = c' + l' \frac{d v'}{d T}.
\]

Al aumentar la temperatura disminuye el volumen específico, luego \(\frac{d v'}{d T} < 0\); y como \(c' > 0\), \(l' > 0\), resulta que el valor de \(K'\) puede ser ya positivo ya negativo para cada cuerpo, según las magnitudes de estos elementos, ó sea, en último término, según la de \(T\). Así, por ejemplo, el agua da, para \(t = 0\) (ó sea \(T = 273\)), \(K' = -1,9166\); para \(t = 100\), \(K' = -1,1333\); y para \(t = 200\), \(K' = 0,6766\); lo que nos dice que aumentando \(t\) se llegará á un valor positivo de \(K'\). Para el vapor de éter se obtiene á \(t = 0\), \(K' = 0,116\); y á \(t = 120\), \(K' = 0,188\); lo que nos dice que disminuyendo \(t\) se llegará á un valor negativo de \(K'\).

Atendiendo á esta consideración suelen dividirse los vapores en tres grupos; al primero pertenecen los que dan \(K' < 0\) á las temperaturas ordinarias, como el agua; al segundo los que dan \(K' > 0\) en idénticas condiciones, como el éter; al tercero los que dan, en los límites de di-

chas temperaturas, ambas clases de valores para \(K'\), tales son la bencina, el cloroformo y el cloruro de carbono.

(31) La ecuación

\[
d Q = K' d T,
\]

da, cuando se toma el volumen específico \(v'\) como variable independiente,

\[
d Q = \frac{K'}{\left( \frac{d v'}{d t} \right)} d v'.
\]

El denominador de esta fracción es negativo para todos los cuerpos, pues en todos disminuye el volumen específico cuando la temperatura aumenta; luego \(d Q\) y \(d v'\) tienen el mismo signo en el caso del grupo primero ya citado, esto es, cuando \(K' < 0\), y distinto en el segundo.

Si aplicamos esta consideración al vapor de agua, que está en el grupo primero, y le comprimimos, es \(d v' < 0\); luego \(d Q < 0\): habrá, pues, un desprendimiento de calor; pero si la operación se ha hecho con bastante rapidez para que este sea forzosamente absorbido por el medio, resultará que una parte del vapor saturado pasará á recalentado. De aquí deducimos, que la compresión rápida produce en los vapores saturados de los cuerpos del primer grupo un calentamiento de la masa fluida.

Supongamos ahora que se comunica una dilatación al vapor saturado; entonces \(d v' > 0\) y \(d Q > 0\) también: habrá, pues, absorción de calor, y si el fenómeno ha sido bastante rápido para que esta se efectúe á expensas del medio, habrá condensación. Se anuncia, pues, esta diciendo que la expansión rápida en los vapores saturados del primer grupo, y entre ellos el de agua, produce una condensación parcial.

Esta notable deducción, no vista antes de la existencia de la Termodinámica y que echa por tierra las antiguas teorías de las máquinas de vapor, ha sido confirmada por la experiencia. Basta al efecto introducir vapor saturado, pero seco, á más de una atmósfera de presión en un cilindro cuyas tapas sean de cristal: no bien se abre una llave que lo deje salir al aire libre, se ve perder la trasparencia al fluido y convertirse en una masa visicular. Esto se explica por la rápida expansión que se verifica al dejar escapar el vapor.

En los vapores del segundo grupo citado sucederá lo contrario. Así lo ha comprobado experimentalmente Hirn respecto del éter. Se introduce su vapor en un cilindro de vidrio, y moviendo el émbolo de modo que le comprima rápidamente, se nota condensación.

(32) Lo anteriormente expuesto indica la existencia de los tres estados diversos, que hemos llamado vapores saturados, vapores recalentados y gases perfectos, así como la manera de pasar del primero al segundo. Ya hemos indicado que no es fácil asignar el límite y cambio del segundo al tercero, y que los gases son verdaderos vapores muy alejados de su punto de liquefacción.

El fenómeno inverso está sujeto á los mismos princi-

(*) Véanse los cinco números anteriores de la Gaceta.