Transferencia con cambio de fase.

Transferencia con Cambio de Fase

Frecuentemente una sustancia experimenta cambios de temperatura cuando transfiere energía entre ella y su entorno, sin embargo, en algunos casos la transferencia de calor no resulta en un cambio de temperatura. Será este el caso, siempre que las características físicas de una sustancia cambien de una forma a otra; este cambio se conoce como cambio de fase. Los cambios de fase más comunes son de solido a liquido (fusión) y de liquido a gas (ebullición), que corresponden a un cambio de energía interna.

En toda transición de fase permanecen constantes Y, T, P. En una transición de fase de primer orden, las primeras derivadas de Y son discontinuas, esto significa que S y V tienen valores distintos en cada fase. Una transición de fase tiene asociado un calor, denominado calor latente; l, o entalpia, H de la transición.

Entre la fase solida, liquida y gaseosa existe la siguiente la siguiente la siguiente relación entre los calores latentes: ls-v = ls-l + ll-v ls-v > ll-v > ls-l

La transferencia de calor hacia un líquido hirviente es un proceso de convección que implica un cambio de fase de líquido a vapor. Los fenómenos de transferencia de calor por ebullición son considerablemente más complejos que los de convección sin cambio de fase, porque todas las variables asociadas con la convección, las asociadas con el cambio de fase también son relevantes.

En la transferencia de calor por ebullición, las características superficiales, la tención superficial, el calor latente de vaporización, la presión, la densidad, y posiblemente otras propiedades del vapor, desempeñan una parte importante. Debido al gran numero de variables implicadas, no se cuenta con ecuaciones generales que describan el proceso de ebullición, ni con correlaciones generales de datos de transferencia de calor por ebullición.

Cuando un vapor saturado se pone en contacto con una superficie a baja temperatura, ocurre la condensación. En condiciones normales, un flujo continuo de liquido se forma sobre la superficie y el condensado fluye hacia abajo por la influencia de la gravedad, a menos que la velocidad del vapor sea muy alta o que la película de condensado sea muy gruesa, el movimiento del condensado es laminar, y se transfiere calor de la interfaz liquido-vapor a la superficie solo por conducción. La razón del flujo depende del espesor de la película del condensado, que a su vez depende de la velocidad con la que el vapor se condensa y la velocidad con la que elimina el condensado.

En una superficie vertical, la película de espesor se incrementa continuamente de la parte superior a la inferior, a medida que la placa se inclina a partir de la posición vertical, la velocidad de drenaje disminuye y la película de líquido se engruesa.

Los problemas que implican la solidificación y la fusión

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