Industria é invenciones (1915-01-09 00:00:00), página 4

menes y por ordenadas las presiones, y operando a distintas temperaturas, obtuvo las llamadas curvas isothermas (fig. 3). En efecto; si se toma un gas y, a temperatura constante, se comprime, a medida que aumenta su presión disminuye su volumen y llega un momento — punto a de la curva A — en que empieza a líquidarse. Durante la liquidación se mantiene sensiblemente constante la presión, disminuyendo el volumen hasta que, liquidado todo el gas — punto b de la misma curva — la presión se eleva considerablemente para muy pequeñas variaciones de volumen, dada la poca compresibilidad de los líquidos.

Si operamos a la temperatura crítica, la isoterma B correspondiente carece de porción rectilínea reduciéndose a un punto u, llamado punto crítico.

Esta representación demuestra palpablemente que, operando a una temperatura superior a la crítica, las mayores presiones resultan ineficaces para provocar el cambio de estado físico, porque la isoterma C que le corresponde carece de porción rectilínea y de punto crítico.

Ahora se comprenderá el por qué no lograba Faraday liquidar los mal llamados gases permanentes; y es que, siendo muy baja la temperatura crítica de éstos, no podía ser alcanzada por las mezclas frigoríficas por él empleadas. Los valores de esta temperatura que nos interesa conocer son: para el oxígeno — 119°, para el nitrógeno —146° y para el argón —149° C.

Prácticamente, cuando a una cierta temperatura, un gas no se liquida a 100 atmósferas, es que su temperatura crítica es más baja, ya que las presiones críticas no suelen ser tan elevadas, y lo son menos cuanto más baja es la temperatura crítica. Para los elementos que hemos considerado, la presión crítica vale 51, 35 y 39 atmósferas respectivamente.

Sometiendo el oxígeno a una presión de 200 atmósferas y enfriándolo hasta —20° C, Calletet y Pictet lograron, en 1877, obtener una neblina como gotas de vapor condensado; producto sumamente inestable que creyeron era el paso inmediato para llegar a la liquefacción del gas. No debe extrañar el escaso éxito de esta tentativa, toda vez que operaban a una temperatura muy superior a la crítica.

Para aproximarse más a ésta, Wroblewski y Olszewski, en 1883, enfriaron el oxígeno previamente comprimido, mediante etileno que, a su vez, había sido condensado por medio del ácido carbónico líquido y evaporado a baja presión. Así llegaron a obtener un poco de oxígeno líquido más permanente; y este resultado permitió adelantar un paso en el problema de la liquidación del aire; pero tal procedimiento daba un líquido imposible de recogerse a causa su extremada volatilidad, de modo que su uso quedó relegado a los laboratorios sin esperanza alguna de poder ser empleado en la industria.

Para asegurar el éxito a la operación debe tenerse en cuenta que la temperatura crítica del aire es, según hemos dicho —140.9°C y para conseguir tan considerable enfriamiento utilizan los modernos procedimientos de Dewar, Hampson, Olszewski y Linde, la propiedad que tienen los gases comprimidos de enfriarse — por no ser perfectos — al sufrir una expansión sin verificar trabajo exterior. La disminución de temperatura tiene lugar con arreglo a la fórmula de Joule y Thomson

\[
t = A \ (P - p) \left( \frac{273}{T} \right)^2
\]

en la cual t es el enfriamiento en grados centígrados, \( (P - p) \) la diferencia de presión en atmósferas y T la temperatura absoluta de gas. Para el aire el coeficiente A vale 0.276; de modo, que a 0° C, o sean 273° absolutos:

\[
t = 0.276 \ (P - p)
\]

o sea que el enfriamiento vale 0.000 de grado por cada atmósfera de diferencia de presión. Así pues, una diferencia de presión de 200 atmósferas producirá un enfriamiento de 50°.

Todos estos procedimientos se reducen, en definitiva, a comprimir y expandir sucesivamente el aire utilizando el frío producido en las primeras expansiones para refrigerar el aire que llega de nuevo en estado gaseoso.

A diferencia de los anteriores procedimientos, Claude utiliza el enfriamiento producido por la expansión del aire verificando un trabajo exterior, con lo cual se evita el tener que emplear presiones superiores a 40 atmósferas.

En el próximo artículo daremos una idea de estos aparatos. Para terminar el presente, restamos fijar la atención en el hecho ya apuntado de la gran volatilidad del aire líquido, debido a lo elevadísima que para él representa la temperatura ambiente, pues la de evaporación del aire líquido es —101° C. Para su conservación en este estado es, pues, indispensable el empleo de vasijas abiertas rodeadas de sustancias termoaisadoras o del vacío Krookes, que equivale a una millonésima de atmósfera.

El empleo de estas vasijas es debido a Dewar; y la experiencia ha demostrado que el aire líquido contenido en una vasija de cristal de paredes dobles, entre las que se ha hecho el vacío, se evapora sólo 1/4 de lo que acontece empleando vasijas ordinarias. Las vasijas Dewar se prestan, además, a una disposición por la cual puede ser interceptado el calor radiante; pues basta recubrir el recipiente interno de una capa de plata. De esta manera el paso del calor disminuye en una sexta parte. Así, pues, el efecto total del vacío y de la capa de plata es reducir el paso del calor a 1/6; lo cual es suficiente para asegurar la conservación del aire líquido durante diez ó quince días.

Luis Collmonjo