Vapor

Te explicamos qué es el vapor, su presencia en la atmósfera, usos y qué es la presión de vapor. Además, diferencias entre gas y vapor.

¿Qué es el vapor?

Cuando hablamos de vapor, podemos referirnos a cualquier materia que se encuentra en estado gaseoso, como consecuencia de haber modificado sus condiciones de presión y temperatura.

En ese sentido, es un concepto muy semejante al de gas, pero con la diferencia de que los gases suelen serlo en condiciones ordinarias de presión y temperatura, mientras que el vapor es siempre el fruto del calentamiento de un elemento que, a temperatura ambiente, usualmente es sólido o líquido.

Es más, al referirnos al vapor, generalmente hablamos de vapor de agua, o sea, del gas en que el agua líquida se convierte cuando le introducimos el suficiente calor como para llevarla a su punto de ebullición (100° C o 212° F), es decir, cuando el agua hierve o se evapora.

Cuando está en ese estado, el agua continúa siendo inodora e insípida, transparente, aunque bajo ciertas condiciones de condensación se presenta como una mancha blanquecina, más o menos espesa, conocida como neblina, niebla o nubes, dependiendo de sus condiciones de aparición.

El vapor de agua es sumamente abundante en la atmósfera de nuestro planeta, algo imprescindible para la continuidad del ciclo hidrológico, y para estabilizarlo climáticamente.

Su producción espontánea en la naturaleza se debe a los rayos solares y al calor geotérmico. Además, en numerosas industrias se lo produce y utiliza desde el siglo XVIII, cuando jugó un papel eminente en la Revolución Industrial.

El agua, al ser transformada en vapor, aumenta su volumen 1.700 veces, lo que genera un incremento en la presión local (presión de vapor) que puede convertirse en trabajo mecánico, con los instrumentos adecuados. Ese es el principio detrás de la máquina de vapor, el mismo que hoy en día empleamos para generar electricidad en muchas partes del mundo.

Ver además: Estados del agua

Estado gaseoso

El vapor existe en el estado gaseoso de la materia, en el cual las partículas están dispersas y presentan una mínima fuerza de atracción mutua, debido a los altos niveles de energía interna que poseen.

Los gases no poseen una forma definida, ni volumen propio, sino que se expanden hasta copar el contenedor donde estén, como todos los fluidos. Al mismo tiempo, los gases son volátiles, comprimibles y pueden convertirse en plasma, o bien en líquidos o incluso sólidos, manipulando su temperatura y la presión a la cual se encuentran.

Más en: Estado gaseoso

Gas y vapor

Como se dijo antes, gas y vapor son términos prácticamente sinónimos, dado que todo vapor es gaseoso. Sin embargo, no todo gas es un vapor, ya que este último necesariamente proviene de someter a un elemento líquido o metálico a un proceso de evaporación o vaporización, o sea, de obligarlo a cambiar su estado físico al gaseoso.

Así, por ejemplo, el vapor de agua es un gas obtenido al hervir agua, mientras que el dióxido de carbono es el gas orgánico que exhalamos al respirar, y no es una forma de vapor, aunque salga de nuestro cuerpo junto con abundante vapor de agua.

Usos del vapor

El vapor posee enormes aplicaciones industriales y económicas, como son:

• Generación de electricidad. El vapor es clave en la generación de energía eléctrica, para lo cual se emplea una turbina de vapor. La lógica de este circuito es la que permite operar a las plantas eléctricas de distinto combustible (nucleares, de carbón o de gas natural, por ejemplo), en las que se calienta constantemente agua hasta hacerla hervir y el vapor, al expandirse, moviliza las turbinas, generando el trabajo necesario para producir electricidad. Alrededor del 90 % de la energía eléctrica del mundo se obtiene de esta manera.
• Usos domésticos. El vapor de agua sirve para cocinar, limpiar telas y tejidos e incluso para calentar edificios y hogares. Estos usos distintos, en la cocina o en las calderas de un edificio, requieren a su vez de cierto combustible.
• Esterilización. Dadas las altas temperaturas que puede alcanzar el vapor, se lo emplea en procedimientos de esterilización de suelos, material de laboratorio y otros materiales que requieren de un mecanismo no tóxico de limpieza de gérmenes y bacterias.
• Fuerza mecánica. Así como en el caso de las centrales eléctricas, puede aprovecharse la fuerza del vapor para movilizar sistemas mecánicos, a partir de su necesidad de expandirse. Las máquinas de vapor inventadas durante la Revolución Industrial aprovechaban esa propiedad, y lo empleaban como fuente de movimiento, en trenes, barcos e incluso automóviles a vapor, previos al descubrimiento de los combustibles fósiles.

Presión de vapor

La presión de vapor es la fuerza que el vapor ejerce sobre la fase líquida del mismo material en un sistema cerrado a una temperatura determinada.

Su valor es independiente de la cantidad de líquido y gas almacenados, pero depende de la naturaleza de la sustancia. Según el Sistema Internacional de Unidades se expresa en pascales (Pa), equivalentes a un newton por metro cuadrado (N.m²).

Sigue con: Cambio físico

Referencias

• “Vapor (estado)” en Wikipedia.
• “Vapor” en Wikipedia.
• “¿Quién inventó la máquina de vapor?” en Aquae Fundación.
• “Vapor” en Boletín Agrario.
• “Principal aplications for steam” en TLV A Steam Specialist Company.
• “Steam” en The Encyclopaedia Britannica.