Diagrama T-s del agua: curva de rocío y curva de burbuja

Curva de rocío y curva de burbuja

En un diagrama temperatura–entropía, la región bifásica del agua forma una campana. Su borde izquierdo es la curva de burbuja: el líquido saturado, es decir, el estado en el que aparece la primera burbuja de vapor al calentar el líquido. Su borde derecho es la curva de rocío: el vapor saturado, es decir, el estado en el que aparece la primera gota de líquido al enfriar el vapor. Ambas curvas se unen en el punto crítico (373,95 °C, 220,64 bar, s = 4,412 kJ/(kg·K)).

• A la izquierda de la curva de burbuja: líquido comprimido (subenfriado).
• Bajo la campana: vapor húmedo, mezcla de líquido saturado y vapor saturado a la misma temperatura y presión.
• A la derecha de la curva de rocío: vapor sobrecalentado.

Para una sustancia pura como el agua, la ebullición y la condensación se producen a una sola temperatura para una presión dada. En un diagrama presión–temperatura, la curva de rocío y la curva de burbuja coinciden: es la curva de saturación de la calculadora P-T.

Título de vapor

Bajo la campana, la presión y la temperatura están ligadas, por lo que hace falta una tercera magnitud para fijar el estado. Lo habitual es usar el título de vapor x: la fracción másica de vapor en la mezcla, de 0 sobre la curva de burbuja a 1 sobre la curva de rocío. Las propiedades de la mezcla son medias ponderadas por la masa, por ejemplo h = h_f + x·h_fg y s = s_f + x·(s_g − s_f).

Ejemplo calculado por esta página: a 180 °C (10,03 bar) con x = 0,9, h = 2575,8 kJ/kg y s = 6,140 kJ/(kg·K).

Puede escribir directamente un título en el campo «Título de vapor x»: el punto se coloca bajo la campana a la temperatura actual.

Cómo leer las isobaras

Las líneas grises finas son líneas de presión constante. En la región líquida discurren muy cerca de la curva de burbuja, porque la presión influye poco en la entropía del agua líquida. Bajo la campana cada isobara es horizontal: la ebullición se produce a temperatura constante. En la región de vapor suben con fuerza. Las isobaras por encima de la presión crítica (220,64 bar) pasan sobre la campana sin tramo horizontal.

Fuera de la campana, esta página busca numéricamente la presión a partir de la temperatura y la entropía elegidas, y después evalúa las ecuaciones IAPWS-IF97 a esa presión. Para los datos completos de saturación, véase la tabla de vapor saturado.