PROCESOS TERMODINAMICOS

1. ACTIVIDAD 3
¿Sabías que el vapor es invisible?
Bueno, pues ahora ya lo sabes. Entonces, ¿qué es la masa blanquecina que se eleva
cuando un líquido hierve? En realidad, se trata de una niebla de gotitas de agua formadas por la
condensación del vapor en aire.
Es importante tener presente lo siguiente: la vaporización por evaporización y por
ebullición es mucho mayor conforme la presión exterior disminuye, es decir, aquella a la cual se
halla sometida la superficie del líquido. En el vacío un líquido se evapora por completo de manera
instantánea, toda vez que al no existir aire, tampoco habrá presión atmosférica.
Impacto ecológico de las máquinas térmicas
No sería posible el progreso de nuestra sociedad sin los diferentes tipos de máquinas
térmicas que existen. Gracias a su uso, hoy en día nos trasladamos con rapidez por tierra, aire,
mares y ríos; las comunicaciones entre los continentes son casi instantáneas; en síntesis,
disfrutamos de las múltiples aplicaciones de las máquinas y nuestra vida es más activa y
placentera. Sin embargo, no debemos olvidar que las máquinas térmicas requieren del uso de
diferentes energéticos, lo que provoca consecuencias como la contaminación de suelo, agua y
aire.
Fig. 1. El smog producido por los vehículos de combustión interna y el generado por las fábricas
contamina las ciudades, además de provocar enfermedades.
El aire, en especial el de os grandes núcleos urbanos e industriales, contienen sustancias
nocivas, incluso peligrosas, que contribuyen a la contaminación. Estas sustancias provienen de la
combustión de carbón, leña e hidrocarburos. Así, la gasolina con aire en exceso produce, durane
su combustión, bióxido de carbono y agua, pero las condiciones del motor son diferentes, más
propicias para una combustión parcial. Entonces, además el bióxido de carbono y agua en forma
de vapor, produce contaminantes como:
a) Monóxido de carbono, que es un gas venenoso.
b) Hidrocarburos no quemados, que pueden causar daños al hígado y hasta cáncer.
c) Dióxido de azufre, formado a partir de la pequeña cantidad de azufre que contienen el
petróleo, que ocasiona enfermedades de las vías respiratorias y lluvia ácida.

2. d) Monóxido y dióxido de nitrógeno, productos de la reacción entre nitrógeno y oxígeno a la
temperatura del motor ocasiona, los mismos efectos perniciosos que el dióxido de azufre.
e) Humo, constituido por pequeñas partículas de carbono en suspensión, que daña los
pulmones y ennegrece la ropa, rostro, casa y edificios, entre otros.
f) Ozono, gas de fórmula O3, ya que es una variedad del oxígeno cuya molécula consta de
tres átomos en lugar de los dos que tiene a molécula de oxigeno común (O2).
El caso del ozono es particular, ya que es beneficioso en la alta atmósfera porque nos protege
de una radiación intensa de rayos ultravioleta provenientes del Sol, pero resulta perjudicial en la
superficie por irritar las vías respiratorias. El ozono se produce aquí por la acción de la luz solar
sobre el oxígeno y los gases de escape de los motores. El conjunto de ellos forman lo que se llama
smog (vocablo ingles que proviene de la contracción de las palabras smoke, que significa humo y
fog niebla), que aparece como una niebla contaminante y persistente sobre los grandes núcleos
urbanos.
¿Qué provoca la inversión térmica?
En las diferentes estaciones del año, pero de modo principal durante el interno, la
contaminación de las ciudades se agudiza por un efecto que se denomina inversión térmica.
En la atmósfera, la temperatura disminuye a una mayor altura: por ello, los globos
aerostáticos se elevan, ya que al tener aire caliente en su interior son menos densos que el
aire frío. Igual sucede con los humos y las sustancias contaminantes que ascienden y se
difunden en la atmósfera por estar más calientes que el aire que está arriba.
Algunos días de invierno, cuando amanece, el suelo transfiere mucho calor al ambiente
por la radiación, sobre todo si no hay viento. Esto provoca que se enfríe el aire que está cerca
del suelo y, de ese modo, alcanza temperaturas menores que el aire que está encima, por lo
que ahora la temperatura aumenta con la altura; se ha producido una inversión térmica.
Cuando sucede esto, los humos y sustancias contaminantes no pueden ascender ni
difundirse en la atmósfera, en términos literales queda atrapado por la inversión, ya que al
tratar de ascender se encuentran con aire cada vez más caliente.
La inversión térmica actúa como una tapadera que deja cerca de la superficie terrestre los
contaminantes emitidos a la atmósfera. Si esta situación se mantiene durante mucho tiempo,
la contaminación al nivel del suelo puede llegar a ser crítica.
En general, las inversiones se desvanecen a medio día debido al calentamiento solar y al
viento. Sin embargo, en invierno la capa de aire frío puede ser muy densa y los rayos
provenientes del Sol llegan al suelo con menor intensidad, ya que al incidir en forma oblicua
(inclinada) y no perpendicular en el aire, atraviesan un mayor espesor de ella, por lo que
disminuye la cantidad de calor que recibe dicha superficie, lo que ocasiona que la inversión
térmica continúe. Si el fenómeno persiste durante días, la cantidad de contaminantes
presentes en el aire pueden alcanzar niveles peligrosos. En Londres, Inglaterra en 1952
murieron más de 4 000 personas debido a una prolongada inversión térmica que acumuló
enormes cantidades de residuos procedentes de la combustión del carbón de las calefacciones
de las casas.