La temperatura de evaporación en el vacío no es un valor fijo.
Depende de varios factores, como la presión de vapor de la sustancia y el nivel de vacío aplicado.
En el vacío, el punto de ebullición de una sustancia es inferior a su punto de ebullición estándar a presión atmosférica.
Esto se debe a la reducción de la presión atmosférica en el vacío.
¿Cuál es la temperatura de evaporación en el vacío? Explicación de 4 factores clave
1. Presión atmosférica reducida y punto de ebullición
En el vacío, la presión atmosférica es muy inferior a la presión atmosférica normal (760 torr o 1 bar).
Por ejemplo, la temperatura de ebullición del agua, que es de 100 °C a la presión atmosférica estándar, puede reducirse a menos de 50 °C si el vacío se reduce a 5 torr (6,6 mbar).
Este principio también se aplica a otros disolventes, como la dimetilformamida (DMF) y el dimetilsulfóxido (DMSO).
Estos disolventes también pueden evaporarse a temperaturas inferiores a sus puntos de ebullición estándar cuando se someten a un vacío similar.
2. Presión de vapor y propiedades de los materiales
La presión de vapor de un material es la presión ejercida a una temperatura dada cuando el material está en equilibrio con su propio vapor.
Esta presión es función tanto del material como de la temperatura.
Por ejemplo, el cromo tiene una presión de vapor de aproximadamente 4.031 °F a 760 torr, que desciende a unos 2.201 °F a una presión mucho más baja de 10¯5 torr.
Esto indica que la temperatura necesaria para lograr la evaporación puede ser significativamente menor en el vacío debido al aumento de la presión de vapor a presiones más bajas.
3. Aplicaciones prácticas y equipos
En aplicaciones prácticas, la evaporación al vacío se utiliza a menudo en sistemas equipados con bombas turbomoleculares y otras tecnologías de vacío para alcanzar las bajas presiones necesarias.
Estos sistemas están diseñados para manejar la evaporación de diversos materiales a temperaturas que son significativamente más bajas que sus puntos de ebullición estándar.
Por ejemplo, los evaporadores térmicos están diseñados para alcanzar presiones de base de 10-06 mbar en una hora, lo que permite la evaporación de materiales a temperaturas controladas y reducidas.
4. Requisitos de temperatura para la evaporación
La temperatura real necesaria para evaporar un material en condiciones de vacío viene determinada por la presión de vapor del material al nivel de vacío específico.
Por ejemplo, el punto de ebullición del oro en condiciones estándar es de 2.700 °C, pero sólo se necesitan unos 950 °C para liberar vapor de oro a un nivel de vacío de 5×10-6 mbar.
Esto pone de manifiesto la importante reducción de la temperatura necesaria para la evaporación en condiciones de vacío.
En conclusión, la temperatura de evaporación en el vacío es un valor dinámico que depende del material específico y del nivel de vacío aplicado.
Al reducir la presión del aire, las sustancias pueden evaporarse a temperaturas muy inferiores a sus puntos de ebullición estándar.
Se trata de un principio fundamental en muchos procesos científicos e industriales.
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