LICUACIÓN DE GASES:

ES EL PASO DE GAS A LIQUIDOS DE GASES NATURALES

CONDENSACIÓN: VAPOR LIQUIDO

LICUACIÓN: GAS NATURAL LIQUIDO

LA LICUACIÓN DE GASES SE CONSIGUE AUMENTA LA PRESIÓN Y

GASTANDO LA T°

GASES FACILES DE LICUAR:

SE LICUAN SOLO CON AUMENTAR(↑P)

GASES DIFICILES DE LICUAR:

SE NECESITA AUMENTAR LA PRESIÓN Y BJAR LA TEMPERATURA

(↑P, ↓T)

PARA QUE LA LICUACIÓN SUCEDA:

T gas ≤ Tc

P gas ≥ Pc

Tc= T° CRITICA O T° LIMITE: ES LA TEMPERATURA MAXIMA QUE

DEBE TENER EL GAS PARA PODER SER LICUADO

Pc= P CRITICA O P LIMITE: ES LA PRESIÓN MINIMA QUE DEBE

TENER EL GAS PARA PODER SER LICUADO.

EJEEMPLO:

O2 Tc= -118,8 °C

Pc= 42,7 atmN2 Tc= - 147,1 °C

Pc= 33,5 atm

a) En la industria del frío: Construcción de refrigeradoras, cámaras

frigoríficas de los barcos, fabricas, etc., que permiten conservar y

transportar carne, frutas y otros alimentos.

b) Para almacenar y transportar gases. Así;, un depósito que

contiene un litro de amoníaco líquido equivale a 1350 litros de gas.

c) En la solidificación de gases: el anhídrido carbónico al salir del

tubo se expansiona, evaporándose con rápidez, bajando

rápidamente su temperatura (-85°C) hasta congelarse, llamándose

nieve carbónica (hielo seco).

d. Para obtener el aire líquido,

En 1877, Luis Cailletet Kallte (1832-1913), físico e industrial francés,

intentó licuar el aire, y en 1895 Carl von Linde (1842-1934), ingeniero

alemán, diseñó su primera máquina para licuar el aire, la cual

perfeccionó años después. En la actualidad, el licuado se obtiene en las

llamadas máquinas de aire líquido.

APLICACIONES DE LA LICUACION DE GASES

Máquinas de aire líquido

Primero hay que comprimirlo con una bomba

y hacerlo pasar por un tanque de

enfriamiento. Ya comprimido, el aire escapa

por el tubo interior de un serpentín de

paredes dobles, y al pasar por una válvula de

aguja se dilata con tal rapidez que su

temperatura desciende bruscamente. Este

aire sube por el tubo exterior del serpentín y

regresa al compresor, donde se repite este

ciclo hasta que el aire se enfría a -194 ºC,

temperatura a la que se licua y se envía a un

frasco de Dewar (recipiente que permite

mantener líquidos a baja temperatura),

donde puede almacenarse.

CONGELACIÓN:

SOLIDIFICACIÓN A TEMPERATURAS MENORES A 0°C

CURVA DE CONGELACIÓN DEL AGU PURA:

D

B

C

A

E

C’

T°

0°C

AB: DIMINUCIÓN DE TEMPERATURA (↓T)

PERDIDA DE CALOR SENSIBLE (Q˂0)

NO HAY CAMBIO DE FASE

C’B: ZONA DE SUBENFRIAMIENTO: NO HAY CRISTALIZACIÓN

B: PUNTO DE SUBENFRIAMIENTO O T° DE

SUDENFRIAMIENTO

ES LA TEMPERATURA MINIMA QUE ALCANZA EL AGUA

PURA SIN CRISTALIZARSE

BC: FORMACIÓN Y CRECIMIENTO DEL PRIMER CRISTAL DE

HIELO

INCREMENTO DE T° (Q>0), CALOR DE CRISTALIZACIÓN

OCURRE EN UN PERIODO DE TIEMPO MUY LEVE

CD: CAMBIO DE FASE (CRISTALIZACIÓN): PASO DE LIQUIDO A

SOLIDO

TEMPERATURA CONSTANTE

PERDIDA DE CALOR LATENTE (∆h˂0)

DE: DISMINUCION DE TEMPERARURA (↓T)

PERDIDA DE CALOR SENSIBLE

NO HAY CAMBIO DE FASE

CONGELACIÓN DE UNA SOLUCIÓN BINARIA

A

B

C

D

E F

G

D´

T

0°C

t

SOLVENTE H2O

SOLUTO (SACAROSA)

AB: ↓T°, Q˂0 FASE LIQUIDA

B: PUNTO DE SOBREEMFRIAMIENTO

BC: ↑T°, Q>0, CALOR DE CRISTALIZACIÓN FORMACIÓN Y

CRECIMIENTO DEL PRIMER CRISTAL DE HIELO

C: PUNTO DE CONGELACIÓN DEL AGUA EN SOLUCIÓN

(T° ˂0°C)

CD: - DISMINUCION DE TEMPERATURA (↓T°)

- PERDIDA DE CALOR SENSIBLE (Q˂0)

- CRISTALIZACIÓN DEL AGUA PURA (FORMACIÓN DE

HIELO)

- AUMENTO DE LA CONSENTRACIÓN DE LA SOLUCIÓN

(↑C SOLUTO)

POR MENOR DISPONIBILIDAD DE AGUA PURA

D´: AGUA Y SOLUTO EN SATURACIÓN

D´D: SOBRESATURACIÓN DE SOLUTO

D: SOBREENFRIAMIENTO 2

T° MINIMA SIN QUE CRISTALISE LA SOLUCIÓN }

DE: FORMACIÓN Y CRECIMIENTO DEL CRISTAL DE

SOLUCIÓN (AGUA + SOLUTO),Q>O, ↑T

E: PUNTO EUTECTICO (P. CRIOHIDRICO)

TEMPERARUTA EUTECTICA:

MAXIMA TEMPERATURA DONDE SE CRISTALIZA EL

AGUA CON EL SOLUTO

CONCENTRACIÓN EUTECTICA:

MAXIMA CONCENTRACIÓN QUE PUEDE

CONGELARSE SIN QUE SE SEPARE EL SOLVENTE

DEL SOLUTO

EF: T° CONSTANTE: CAMBIO DE FASE

MEZCLA EUTECTICA

PERDIDA DE CALOR LATENTE

CRISTALIZA EL AGUA CON EL SOLUTO

FG: ↓T°( DISMINUCIÓN DE TEMPERATURA)

NO HAY CAMBIO DE FASE

CONGELACIÓN DE ALIMENTOS:

T

0°C

Tc

Ts

t

Tc= TEMPERATURA DE

CONGELACIÓN DEL

ALIMENTO (Tc ˂0°C)

Ts= TEMPERATURA DE

SUBENCRIAMIENTO

T

t

ZONA CRITICA

a bc

A= CONGELACIÓN RAPIDA

C= CONGELACIÓN LENTA

DIAGRAMA DE FASES

T°

0°C

Te

E

CCe

SOLUCIÓN

(SOLUTO + H20)

HIELO

+

SOLUCIÓN

CRISTAL DE

SOLUTO

+

SOLUCIÓN

SOLUCIÓN CONGELADA

(HIELO + CRISTAL DE SOLUTO)

100% H2O

0% SOLUTO

0% H20

100% SOLUTO

DISOLUCIÓN EN AGUA

(SOLUTO CRISTALINO

DISUELTO EN AGUA)

Te = TEMPERATURA EUTECTICA

Ce= CONCENTACIÓN EUTECTICA

Transición vítrea

•Hay una transformación de los líquidos superenfriados a un

sistema altamente viscoso de tipo solido de tipo vítreo (rígido) o

viceversa.

•Ocurre en un rango de temperaturas conforme las moléculas

se van «congelando» donde podrían exhibir solamente

movimiento rotacional y vibracional. Cuando las temperaturas

se calientan por encima de este rango las moléculas empiezan

a ganar movimiento de translación.

Transición vítrea. Estado de no equilibrio, relajación : transformación

de sólido cristalino a un estado mas cercano a un fluido. Estado super

enfriado.

Temperatura de transicion vitrea (Tg)

•Tg puede definirse como la temperatura a la que ocurre

una seudo - transición termodinámica en materiales vítreos

(vidrios, polímeros, materiales inorgánicos amorfos)

•Tg es la temperatura en la que en otras palabras, el

polímero deja de ser rígido y comienza a ablandarse.

La Tg se puede entender de forma bastante simple cuando se entiende

que en esa temperatura el polímero aumenta su densidad, dureza y

rigidez, además su porcentaje de elongación disminuye de forma drástica.

Se entiende que es un punto intermedio de temperatura entre el

estado fundido y el estado rígido del material

Importancia de Tg

•Tg o temperatura de transición de los cuerpos para pasar del estado

amorfo al estado vítreo (de una viscosidad muy alta), es una variable

importante en:

–Alimentos de bajo contenido de humedad.

–Alimentos congelados.

•Tg es un predictor del grado de plasticidad del alimento.

•Tg se puede considerar como la temperatura a la cual el polímero deja de

ser rígido y comienza a ablandarse.

•Tg se entiende como un punto intermedio de temperatura entre el estado

rígido y el estado fundido