COPERTINA
VAPORIZZAZIONE E CONDENSAZIONE
Sono trasformazioni inverse fra loro: la prima è il passaggio di stato liquido → aeriforme, la seconda aeriforme → liquido. Entrambe avvengono a temperatura e pressione costanti, cioè sono contemporaneamente isobare e isoterme. Durante la vaporizzazione il fluido assorbe una ben determinata quantità di calore r (calore latente(*) di vaporizzazione) la quale viene integralmente restituita durante la condensazione.
Nei generatori di vapore la vaporizzazione avviene nei tubi bollitori dove si effettua la cessione di calore al liquido, la condensazione nel condensatore dove avviene la sottrazione di calore al vapore.
Attraverso alcune formule sperimentali è possibile calcolare la quantità di calore scambiata. Però il calcolo è più facile e immediato attraverso apposite tabelle nelle quali si entra o attraverso la pressione p o attraverso la temperatura t (basta una di queste coordinate poiché esse sono direttamente legate fra loro). Le stesse formule o tabelle permettono di calcolare il calore scambiato quando si conosca il titolo x, cioè la percentuale di vapore in rapporto al liquido x = mv / ml essendo mv e ml le masse relative al vapore già sviluppato e al liquido iniziale.
L'ultimo parametro da considerare è il volume specifico del vapore: esso è enorme a basse pressioni (600 l / kg a 0,05 atm) per diventare sempre minore, sino a quando a 224 atm il volume del vapore è uguale a quello del liquido da cui proviene ( 2,5 l / kg) al punto critico, dove coesistono insieme liquido, vapore e gas (temperatura 374 °C ). A pressioni superiori a 224 atm il passaggio di stato liquido → gas (e viceversa) è immediato senza la fase intermedia di passaggio di stato.
(*) l'aggettivo latente ha il significato (dal latino) di nascosto, in pratica calore latente di vaporizzazione significa "calore nascosto durante la vaporizzazione". Questa dizione fa riferimento al fatto che, normalmente, fornire calore a qualcosa vuol dire far aumentare la sua temperatura, per cui il calore fornito "si vede" attraverso l'aumento di temperatura. Nei passaggi di stato (fusione, vaporizzazione) la temperatura è costante e quindi non si vede, il calore è "nascosto". Tale calore serve in realtà per rompere il legame (coesione) fra le molecole del liquido e la temperatura non cresce sino a quando c'è un legame da rompere.