Temario de bomberos: presión de vapor y punto de ebullición
Esta entrada forma parte del temario específico de química del fuego para oposiciones de bombero. Aquí tienes resumido lo que más preguntan de presión de vapor, punto de ebullición y densidad relativa vapor-aire, con conceptos operativos para examen.
Índice de contenido:
- Moléculas de un líquido y evaporación.
- Movimiento de dispersión y equilibrio vapor-líquido.
- Presión de vapor y punto de ebullición - definición operativa.
- Factores que afectan a la evaporación real.
- Presión atmosférica y ebullición al aire libre.
- Densidad relativa vapor-aire y comportamiento en incendio.
1. Moléculas de un líquido y evaporación
Las moléculas de un líquido se encuentran en constante movimiento, dependiendo esta movilidad de su temperatura interior, y se escapan continuamente de la superficie libre del líquido hacia el espacio superior.
Algunas de ellas permanecen flotando en el espacio mientras que otras, debido al movimiento errático, colisionan con la superficie del líquido, entrando de nuevo a formar parte de él.
🔥 Concepto clave para examen:
• Si el líquido está en recipiente abierto, las moléculas escapadas (colectivamente llamadas "vapor") se alejan: el líquido se evapora.
• Si está en recipiente cerrado, el movimiento de dispersión queda limitado al espacio del líquido. Se alcanza un punto de equilibrio donde el nº de moléculas que escapan iguala al nº que vuelve a entrar.
2. Presión de vapor y punto de ebullición
La presión ejercida por el vapor que se escapa en este punto de equilibrio constituye la denominada presión de vapor.
Al aumentar la temperatura del líquido, su presión de vapor se aproxima a la presión atmosférica.
A la temperatura en que la presión del vapor es igual a la presión atmosférica queda neutralizada y se produce la ebullición.
Regla de oro para examen: al aire libre, el líquido entra en ebullición cuando su presión de vapor = presión atmosférica. La temperatura en ese momento es el punto de ebullición.
Aunque la presión de vapor de un líquido varía según la temperatura, existen otros factores que afectan a la tasa real de evaporación del líquido en contacto con el aire.
Entre estos factores se incluyen: la temperatura atmosférica y la presión atmosférica, la circulación del aire, el calor específico y el calor latente de evaporación.
3. Densidad relativa vapor-aire y comportamiento en incendio
La densidad vapor-aire es el peso de una mezcla de vapor y aire como resultado de la vaporización de un líquido inflamable en condiciones de equilibrio de temperatura y presión, comparado con el peso de un volumen igual de aire en idénticas condiciones.
La densidad de la mezcla vapor-aire depende de:
- la temperatura ambiente
- la tensión del vapor de dicho líquido a la temperatura dada y
- el peso molecular del líquido.
A temperaturas muy inferiores al punto de ebullición de un líquido, la presión de vapor puede ser tan baja que la mezcla vapor-aire, formada casi exclusivamente por aire, tenga una densidad muy próxima a la del aire puro, es decir, la densidad relativa de la mezcla vapor-aire será próxima a 1.
Al aumentar la temperatura del líquido hasta la ebullición, aumenta la velocidad de vaporización y el vapor desplaza el aire circundante de modo que la densidad relativa de la mezcla vapor-aire se aproxima a la densidad relativa del vapor puro.
⚠️ Comportamiento operativo:
Las mezclas cuya densidad sea bastante superior a la del aire a temperatura ambiente descenderán a niveles bajos (riesgo en sótanos y arquetas). La difusión y las corrientes de convección limitarán la distancia que recorren las mezclas con densidad próxima o inferior a 1.
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