jueves, 3 de mayo de 2018

Mecanismo físico de la ebullición.

Ebullición.

Del latín ebullitĭo, el término ebullición hace referencia al proceso y las consecuencias de hervir. Este verbo, por su parte, refiere a la generación de burbujas debido al calor o la fermentación. Se trata, por lo tanto, de un sinónimo de hervor.


Puede definirse a la ebullición como el fenómeno físico mediante el cual un líquido modifica su estado y se vuelve gaseoso. Dicho traspaso se produce cuando la temperatura de todo el líquido alcanza el denominado punto de ebullición a una presión determinada. El punto de ebullición es la temperatura en la que la presión de vapor resulta igual a la presión del medio que está situado en torno al líquido.
El proceso que estamos abordando hay que dejar patente que ha sido muy importante a lo largo de la historia de la humanidad. Y es que desde tiempos inmemoriales se ha hecho uso del mismo para poder acometer la esterilización del agua. Así, la misma se sometía a este proceso de hervido para acabar con diversos microorganismos o bacterias que podían producir todo tipo de infecciones y virus.
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La temperatura de ebullición depende de la presión a la que está sometida el líquido. En una olla a presión, el agua, por ejemplo, llega a una temperatura de 105 o 110 °C antes de hervir, debido a la mayor presión alcanzada por los gases en su interior. Gracias a esta mayor temperatura del agua en el interior de la olla, la cocción de la comida se da más rápidamente. Por el contrario, cuando se hierve en una olla abierta, disminuye la temperatura de ebullición del agua cuando aumenta la altitud del lugar en el que realizamos la cocción.
La adición de aditivos al agua, como la sal común, normalmente aumenta su punto de ebullición, fenómeno conocido como aumento ebulloscopio.

Ebullición en convección natural.

En la termodinámica se aprende que una sustancia pura a una presión específica empieza a hervir cuando alcanza la temperatura de saturación a esa presión. Pero en la práctica no se ven burbujas formándose sobre la superficie de calentamiento hasta que el líquido se calienta unos cuantos grados arriba de la temperatura de saturación (alrededor de 2 a 6°C para el agua). Por lo tanto, en este caso, el líquido está ligeramente sobrecalentado y se evapora cuando sube hasta la superficie libre. En este modo de ebullición la convección natural rige el movimiento del fluido y la transferencia de calor de la superficie de calentamiento al fluido se realiza por ese mecanismo. 
Ebullición nucleada 

En la región A-B se forman burbujas aisladas en varios sitios preferenciales  de nucleación sobre la superficie calentada.  Pero éstas  se  disipan  en el líquido poco después de separarse de la superficie. El espacio que dejan vacío las burbujas que suben lo llena el líquido que se encuentra en la vecindad de la superficie del calentador y el proceso se repite. Las vueltas que da el líquido y la agitación causada por su arrastre hacia la superficie del calentador son las principales responsables del coeficiente de transferencia de calor y del flujo de calor más altos en esta región de la ebullición nucleada. 



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