Con il termine vaporizzazione si intende il cambiamento di stato dalla fase liquida alla fase aeriforme (vapore). Il processo inverso, cioè il passaggio dalla fase aeriforme (vapore) alla fase liquida si chiama condensazione.
La vaporizzazione è un processo che richiede l'immissione di calore dall'esterno, la condensazione invece libera calore.
La grandezza di riferimento per le transizioni di fase liquido-aeriforme è l'entalpia molare di vaporizzazione. Essa è definita come la quantità di calore necessaria per vaporizzare una mole di sostanza. Il suo valore cambia con la temperatura e dipende dalla sostanza considerata.
L'immagine che segue illustra l'andamento dell'entalpia molare di vaporizzazione per l'acqua.
Il grafico mostra che il valore dell'entalpia di vaporizzazione diminuisce progressivamente all'aumentare della temperatura del processo.
Come già visto per la tensione di vapore, la curva termina intorno ai 370°C, più precisamente a 373,9°C.
Per stabilire l'energia termica scambiata per un processo di vaporizzazione (detta anche calore latente di vaporizzazione), basta applicare la formula
Q = ΔHvap * n
dove
Q è il calore scambiato espresso in J
ΔHvap è l'entalpia molare di vaporizzazione espressa in J mol-1 alla temperatura a cui avviene transizione di fase
n è la quantità di sostanza che subisce la transizione di fase espressa in moli
Per determinare l'energia termica scambiata in un processo di condensazione basta applicare la seguente equazione
Q = - ΔHvap * n
Abbiamo già visto che il riscaldamento dell'acqua liquida in un contenitore a volume costante (trasformazione isocora) provoca un innalzamento della temperatura e della pressione.
Riscaldando il liquido e facendo variare il volume è possibile realizzare una vaporizzazione isobara, cioè senza variazione di pressione. In questo caso il processo è contemporaneamente anche di tipo isotermico, cioè a temperatura costante.
In pratica, la pressione del vapore e la temperatura del liquido sono vincolate ai valori della curva della tensione di vapore.
E' fondamentale notare che questo vincolo riguarda solo la pressione del vapore e la temperatura del liquido.
Per quanto riguarda la temperatura del vapore, essa dovrà essere sempre almeno uguale a quella del liquido, ma fisicamente non esiste impedimento a un eventuale surriscaldamento.
Naturalmente in questo caso lo scambio termico associato al processo non è più lo stesso perchè cambiano le temperature dei due stati fisici coinvolti.
Il surriscaldamento del vapore è un argomento importante e sarà analizzato e discusso in un post dedicato.
La vaporizzazione è un processo che richiede l'immissione di calore dall'esterno, la condensazione invece libera calore.
La grandezza di riferimento per le transizioni di fase liquido-aeriforme è l'entalpia molare di vaporizzazione. Essa è definita come la quantità di calore necessaria per vaporizzare una mole di sostanza. Il suo valore cambia con la temperatura e dipende dalla sostanza considerata.
L'immagine che segue illustra l'andamento dell'entalpia molare di vaporizzazione per l'acqua.
Il grafico mostra che il valore dell'entalpia di vaporizzazione diminuisce progressivamente all'aumentare della temperatura del processo.
Come già visto per la tensione di vapore, la curva termina intorno ai 370°C, più precisamente a 373,9°C.
Per stabilire l'energia termica scambiata per un processo di vaporizzazione (detta anche calore latente di vaporizzazione), basta applicare la formula
Q = ΔHvap * n
dove
Q è il calore scambiato espresso in J
ΔHvap è l'entalpia molare di vaporizzazione espressa in J mol-1 alla temperatura a cui avviene transizione di fase
n è la quantità di sostanza che subisce la transizione di fase espressa in moli
Per determinare l'energia termica scambiata in un processo di condensazione basta applicare la seguente equazione
Q = - ΔHvap * n
Abbiamo già visto che il riscaldamento dell'acqua liquida in un contenitore a volume costante (trasformazione isocora) provoca un innalzamento della temperatura e della pressione.
Riscaldando il liquido e facendo variare il volume è possibile realizzare una vaporizzazione isobara, cioè senza variazione di pressione. In questo caso il processo è contemporaneamente anche di tipo isotermico, cioè a temperatura costante.
In pratica, la pressione del vapore e la temperatura del liquido sono vincolate ai valori della curva della tensione di vapore.
E' fondamentale notare che questo vincolo riguarda solo la pressione del vapore e la temperatura del liquido.
Per quanto riguarda la temperatura del vapore, essa dovrà essere sempre almeno uguale a quella del liquido, ma fisicamente non esiste impedimento a un eventuale surriscaldamento.
Naturalmente in questo caso lo scambio termico associato al processo non è più lo stesso perchè cambiano le temperature dei due stati fisici coinvolti.
Il surriscaldamento del vapore è un argomento importante e sarà analizzato e discusso in un post dedicato.
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