Refrigeracion seccion1 (1)

CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA

MATERIAL DEL CURSO BÁSICO

Editado por: Raúl Gutiérrez Egremy Noviembre de 2006

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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Objetivos del curso: Capacitar al personal directamente relacionado con la manufactura, calidad y procesos donde los conocimientos de refrigeración básica son indispensables. Al final del curso, deberán comunicarse con los conceptos básicos en el ámbito de la refrigeración. Usar los términos con certeza y con plena seguridad, por que tienen los conocimientos básicos y saben de donde provienen dichos términos. Convencidos de que la capacitación del personal es una clave para inducir la mejora continua en todos los procesos de manufactura. La dirección administrativa de Fogel-Group agradece su participación y les da la bienvenida esperando que este curso sea de utilidad no solo para su trabajo sino también para mejora de su vida personal

ORGANIZACIÓN Y CONTENIDO DEL CURSO Primera sección. Conceptos fundamentales (La materia) Segunda sección. Refrigeración básica (Teoría de operación) Tercera sección. Componentes de refrigeración Cuarta sección. Electricidad básica (Conceptos fundamentales) Quinta sección. Diagnostico de fallas a un sistema de refrigeración


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA La materia

Los filósofos griegos pensaban que todo cuanto existía en el mundo estaba constituido por cuatro elementos principales. Tierra, fuego, aire y agua y que la combinación de estos elementos en cantidades adecuadas daban como resultado los demás elementos.

Empédocles, un filósofo y científico griego que vivió en la costa sur de Sicilia, entre los años 492 y 432 AC, propuso una de las primeras teorías que intentaba describir las cosas que nos rodean. Argumentó que toda materia se compone de cuatro elementos: fuego, aire, agua y tierra. La proporción de estos cuatro elementos afecta las propiedades de la materia.

La teoría era muy estimada, pero tenía varios problemas. Por ejemplo, no importa cuántas veces se rompe una piedra en dos, las piezas nunca se parecen a ninguno de los elementos esenciales del fuego, del aire, del agua o de la tierra. A pesar de estos problemas, fue un desarrollo importante del pensamiento científico ya que es una de las primeras en sugerir que algunas sustancias que parecían materiales puros, como la piedra, en realidad se componen de una combinación de diferentes "elementos".

cortando la pie

Demócrito otro griego que vivió del año 460 al 370 AC, desarrolló una nueva teoría de la materia que trataba de resolver el problema de su predecesor. Las ideas de se basaban en el razonamiento, en vez de basarse en la ciencia. Demócrito dijo que si uno toma una piedra y la corta en dos, cada mitad tiene las mismas propiedades que la piedra original. El dedujo que si uno continúa dra en piezas cada vez más pequeñas, llega un momento en que el pedazo

de piedra es tan pequeño que no se lo puede dividir más., llamó a estos pequeños pedazos infinitesimales átomos, lo que quiere decir “indivisibles”. Sugirió que los átomos eran eternos y que no podían ser destruidos. Supuso que los átomos eran específicos al material que los formaban. Esto quiere decir que los átomos de piedra eran propios a la piedra y diferentes de los átomos de otros materiales, tales como el hierro.


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA En 1643, Evangelista Torricelli, un matemático italiano y pupilo de Galileo, demostró que el aire tenía peso y que era capaz de empujar una columna de mercurio líquido

(Inventado así el barómetro).

Daniel Bernoulli, un

muy pequeñas para ser vistas y que, además, estaban libremente empaquetadas en un

ernoulli concluyó que si estas partículas no estuviesen en un movimiento constante, se

Este fue un descubrimiento sorprendente. Si el aire, una sustancia que no podíamos ver, sentir u oler, poseía peso, tenía que estar hecho de algo físico. ¿Pero cómo era posible que algo tuviese una presencia física sin responder al tacto o la visión humana?

matemático suizo, propuso una teoría que postulaba que el aire y otros gases estaban compuestos de pequeñas partículas,

volumen de espacio vació. Estas partículas no podían sentirse porque, al contrario que una pared de piedra sólida que no se mueve, las pequeñas partículas se mueven a un lado cuando una mano humana o un cuerpo las atraviesa. Bcaerían al piso como partículas de polvo. De este modo, visualizó el aire y otros gases como grupos de pequeñas partículas parecidas a bolas de billar que se mueven continuamente y rebotan entre ellas.


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Muchos científicos estaban ocupados en estudiar el mundo natural durante este período. Poco después de que Bernoulli propusiese su teoría.

En 1773 el inglés Joseph Priestley empezó a experimentar con una piedra sólida roja (el mineral mercurio calx). Durante miles de años se conocía y codiciaba porque cuando se lo calienta se separa el mercurio, un metal líquido plateado.

Priestley observó que esta piedra no sólo se separaba en mercurio, sino que efectivamente se separaba en dos sustancias, mercurio líquido y otro extraño gas. Cuidadosamente recogió este gas en una jarra de vidrio y lo estudió. Después de muchos largos días y noches en el laboratorio, escribió del extraño gas;

“Lo que me sorprendió más de lo que puedo buenamente expresar, es que una vela se consumió en este aire con una notable y vigorosa llama.”

No solamente la llamas se consumieron vigorosamente en este gas, sino un ratón puesto en un contenedor sellado con este gas vivió durante un período de tiempo más largo que un ratón puesto en un contenedor sellado con aire ordinario.

El descubrimiento de Priestley reveló que las sustancias se podían combinar o

separar para formar nuevas sustancias con diferentes propiedades.

Priestley denominó al gas que descubrió aire dé flogístico (este nombre no se conservó).


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA En 1778 Antoine Lavoisier, un científico francés, condujo muchos experimentos con el aire dé flogístico y penso que el gas convertía algunas sustancias en ácidas. Lavoisier le cambió el nombre al gas de Priestley por el de Oxígeno, que proviene de las palabras griegas que quieren decir “hacedor de ácido”. Mientras que la teoría de Laovisier sobre el oxígeno y los ácidos resultó

incorrecta, se conservó el nombre. Lavoisier sabía por otros científicos anteriores a él, que los ácidos reaccionan con algunos metales y sueltan otro extraño y altamente inflamable gas, llamado flogisto. Lavoisier mezcló los dos gases, flogisto y el ahora denominado oxígeno, en un contenedor de vidrio cerrado e insertó un fósforo. Vió que el flogisto se consumía inmediatamente en presencia del oxígeno y después observó que había gotas de un líquido incoloro en el contenedor de vidrio. Después de cuidadosas pruebas, Lavoisier se dió cuenta que el líquido que se formaba por la reacción del flogisto y del oxígeno era agua. De esta manera, llamó al flogisto hidrógeno que proviene de las palabras griegas “hacedor de agua

Dalton, John (1766-1844), químico y físico británico. Dalton convirtió en un regular hábito observar y anotar el clima en su pueblo, Manchester, en Inglaterra. A través de sus observaciones de la niebla matutina y otras constantes climáticas, Daltón comprendió que el agua podía existir como un gas que se mezclaba con el aire y ocupaba el mismo espacio que el aire. Los sólidos no podían ocupar el mismo espacio. Por ejemplo, el hielo no podía mezclarse con el aire. Entonces ¿qué podía permitir que el agua algunas veces se comportase como un sólido y otras veces como un gas?

Daltón intuyó que la materia se componía de pequeñas partículas. En el estado gaseoso, estas partículas flotan libremente y pueden mezclarse con otros gases, tal como había propuesto Bernoulli. Pero Daltón extendió esta idea para aplicarla a toda materia - gases, sólidos y líquidos. Daltón propuso parte de su teoría atómica en 1803 y después pulió estos conceptos en su trabajo clásico de 1808 Un Nuevo Sistema de la Filosofía Química La teoría de Dalton tiene cuatro principales conceptos: 1.- Toda materia se compone de partículas indivisibles llamadas átomos. Bernoulli, Daltón y otros visualizaban los átomos como pequeñas partículas en forma de bolas de billar en varios estados de movimiento. A pesar de que este concepto es incorrecto, es útil porque nos ayuda a entender los átomos. 2.- Todos los átomos de un elemento dado son idénticos; Los átomos de diferentes elementos tienen diferentes propiedades. La teoría de Daltón sugería que cada átomo de un elemento tal como el oxígeno, es idéntico a cada átomo de oxígeno; es más, los átomos de diferentes elementos, tales como el oxígeno o el mercurio, son diferentes uno del otro. Daltón caracterizó a los elementos de acuerdo a su peso atómico; sin embargo cuando los isótopos de los elementos fueron descubiertos al final del 1800, este concepto cambió.


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Las reacciones químicas requieren la combinación de átomos, no la destrucción de átomos. 3.- Los átomos son indestructibles e incambiables, así que los compuestos, como el agua se forma cuando un átomo se combina químicamente con otros átomos. 4- Cuando los elementos reaccionan para formar compuestos, reaccionan en relaciones definidas y en números completos. Este es un concepto extremadamente avanzado para su tiempo. Mientras que la teoría de Daltón implicaba que los átomos se juntaban, pasarían más de 100 años antes que los científicos empezaran a explicar el concepto de la unión química. Los experimentos que Daltón y otros realizaron, demostraron que las reacciones no son eventos al azar; sino que proceden de acuerdo a fórmulas precisas y bien definidas. Dalton identifico algunos elementos y los ordeno de acuerdo a su peso, dándoles un símbolo y un número.


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Elementos:

Robert Boyle reconoció en el año1660, que la definición griega del elemento (tierra, fuego, aire y agua) era incorrecta. Boyle propuso una nueva definición del elemento como una sustancia fundamental. Hoy en día definimos los elementos como sustancias fundamentales que no pueden ser separadas a través de medios químicos. Los elementos son los bloques que construyen el universo. Son las sustancias puras que forman la base de todos los materiales que nos rodean. Algunos

elementos pueden ser vistos en forma pura, como el mercurio en un termómetro, otros se ven principalmente en combinación química con otros, tales como el oxígeno y el hidrógeno en el agua. Actualmente conocemos aproximadamente 106 elementos diferentes. Cada elemento recibe un nombre y una abreviación de una o dos letras. Frecuentemente esta abreviación es simplemente la primera letra del elemento, por ejemplo, Hidrógeno se abrevia con una H, y Oxígeno con una O. Algunas veces un elemento recibe una abreviación de dos letras, por ejemplo Helio es He. Cuando se escribe la abreviación de un elemento, la primera letra siempre va en mayúscula y la segunda letra (si hay una) siempre va en minúscula. Los elementos se encuentran agrupados en una tabla llamada:


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Teoría Atómica

Átomos: Una simple unidad de un elemento se denomina átomo. El átomo es la unidad más básica de la materia que compone todo lo que nos rodea. Cada átomo retiene todas las propiedades químicas y físicas de su elemento matriz. El modelo aceptado del átomo se parecía a una bola de billar - una pequeña esfera sólida.

Durante años, algunos científicos habían tenido conocimiento del hecho que si una corriente eléctrica pasaba a través de un tubo, se podía ver un rayo de material resplandeciente. Sin embargo, nadie podía explicar el por qué. Thomson descubrió que el misterioso rayo resplandeciente se torcía hacia una placa eléctrica cargada positivamente. La noción de Thomson sobre el electrón se origina en su investigación sobre una curiosidad científica del siglo 19: el tubo de rayo catódico.

En 1897, J.J. Thomson cambió dramáticamente la visión moderna del átomo con su descubrimiento del electrón. El trabajo de Thomson sugiere que el átomo no es una partícula 'indivisible' como John Dalton había sugerido, sino más bien un rompecabezas compuesto de piezas todavía más pequeñas. Thomson supuso, y posteriormente se probó que estaba en lo cierto,

que, en realidad, el rayo estaba compuesto de pequeñas partículas o pedazos de átomos que llevaban una carga negativa. Más tarde, a estas partículas se las llamó electrones. Thomson imaginó que los átomos parecían pedazos de pan con uvas pasas o una estructura en la cual grupos de pequeños electrones cargados negativamente (las 'uvas pasas') estaban dispersas dentro de una mancha de cargas positivas (el 'pan', ya que Eugen Golstein había descubierto en 1886 que los átomos tenían cargas positivas).


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA En 1908, Ernest Rutherord, un antiguo estudiante de Thomson, probó que la teoría del pan con uvas pasas de Thomson era incorrecta. Rutherford ejecutó una serie de experimentos con partículas alpha radioactivas. A pesar de que en ese momento no se sabía que era una partícula alpha, se sabía que era muy pequeña.

Rutherford lanzó pequeñas partículas alpha hacia objetos sólidos como láminas doradas. Descubrió que la mayoría de las partículas alpha atravesaban la lámina dorada, que un reducido número de las partículas alpha atravesaban en un ángulo (como si se hubiesen chocado contra algo), y que algunas rebotaban como una pelota de tenis que golpea una pared. ¡Los experimentos de Rutherford sugirieron que las láminas doradas, y la materia en general, tenía huecos! Estos huecos permitían a la mayoría de las partículas alpha atravesar directamente, mientras que un reducido número rebotaba de vuelta porque golpeaba un objeto sólido.

En 1911, Rutherford propuso una visión revolucionaria del átomo. Sugirió que el átomo consistía de un pequeño y denso núcleo de partículas cargadas positivamente en el centro (o núcleo) del átomo, rodeado de un remolino de electrones. El núcleo era tan denso que las partículas alpha rebotaban en el, pero el electrón era tan pequeño, y se extendía a tan grande distancia que las partículas alpha atravesaban directamente esta área del átomo. El átomo de Rutherford se parecía a un pequeño sistema solar con el núcleo cargado positivamente siempre en el centro y con los electrones girando alrededor del núcleo.


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Modelo Atómico de Bohr

El físico danés Niels Bohr ( Premio Nobel de Física 1922), postuló que los electrones giran a grandes velocidades alrededor del núcleo atómico. En ese caso, los electrones se disponen en diversas órbitas circulares, las cuales determinan diferentes niveles de energía. Para realizar su modelo atómico utilizó el átomo de hidrógeno. Describió el átomo de hidrógeno con un

protón en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón. En éste modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo; ocupando la órbita de menor energía En 1913 Niels Bohr desarrolló su célebre modelo atómico de acuerdo a cuatro postulados fundamentales:

Los electrones orbitan el átomo en niveles discretos y cuantizados de energía, es decir, no todas las órbitas están permitidas. Los electrones pueden saltar de un nivel electrónico a otro sin pasar por estados intermedios.

El salto de un electrón de un nivel cuántico a otro implica la emisión o absorción de un único cuanto de luz (fotón) cuya energía corresponde a la diferencia de energía entre ambas órbitas. Las órbitas permitidas tienen valores discretos o cuantizados del momento

angular orbital L posible, o sea la órbita más cercana posible al núcleo Al final del siglo 19, los científicos demostraron que los átomos en realidad estaban compuestos de piezas “sub.-atómicas” pequeñas, lo que erradicó la idea que el átomo parecía una bola de billar


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA En 1932, James Chadwick descubrió un tercer tipo de partícula sub-atómica a la que llamó el neutrón. Los neutrones ayudan a estabilizar los protones en el núcleo del átomo. Ya que el núcleo es una masa tan compacta, los protones cargados positivamente tienden a rechazase entre ellos. Los neutrones ayudan a reducir la repulsión entre los protones y estabilizan el núcleo atómico. Los neutrones siempre residen en el núcleo de los átomos y son aproximadamente del mismo tamaño que los protones. Sin embargo, los neutrones no tienen una carga eléctrica, más bien son eléctricamente neutrales. Los átomos son extremadamente pequeños. Un átomo de hidrógeno (el átomo más

pequeño que se conoce) tiene aproximadamente 5 x 10-8 mm de diámetro. Para poner esto en perspectiva, habría que tomar casi 20 millones de átomos de hidrógeno para hace una línea tan larga como este guión - . La mayoría del espacio ocupado por un átomo está en realidad vacío porque el electrón gira a una distancia muy alejada del núcleo. Por ejemplo, si fuésemos a dibujar un átomo de hidrógeno a escala y usásemos un protón de un centímetro (más o menos del tamaño de este dibujo) El átomo del electrón giraría a una distancia de 0.5 km del núcleo. ¡En otras palabras, el átomo sería más grande que una cancha de football!

Otra importante característica del átomo es su peso o su masa atómica. El peso de un átomo está aproximadamente determinado por el número total de protones y de neutrones en el átomo. Mientras que los protones y los neutrones son más o menos del mismo tamaño, el electrón es más de 1,800 veces más pequeño que estos dos. Es así que el peso del electrón es irrelevante al determinar el peso del átomo. Es como comparar el peso de una mosca al peso de un elefante.

Molécula.

Las moléculas están hechas de átomos de uno o más elementos. Algunas moléculas están hechas de un sólo tipo de átomo. Por ejemplo, dos átomos de oxígeno se unen para formar una molécula de O2, la parte del aire que necesitamos para respirar y vivir. Otras moléculas son muy grandes y complejas. Por ejemplo, las moléculas de proteína contienen cientos de átomos.

Molécula del Agua Aún las moléculas muy grandes son tan pequeñas que no seríamos capaces de ver a una molécula de una sustancia.


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Estructura Molecular Aún cuando una pelota de fútbol esté inmóvil, las moléculas en ella están en vibración constantemente. Quizás sean muy pequeñas para poder verlas, pero las moléculas están en constante vibración, y se moverán más rápidamente a medida que la temperatura aumenta.

La estructura molecular de un plástico consiste de cadenas moleculares muy largas conformadas por unidades que se repiten, denominadas monómeros, enlazadas químicamente. Por lo anterior los químicos y los textos técnicos nos hablan generalmente de polímeros cuando se refieren a los materiales plásticos.

Por ejemplo, la molécula de polietileno está conformada por unidades de monómero de etileno que se repiten.

Como se ha dicho anteriormente, las moléculas poliméricas son muy largas, por lo que se denominan macromoléculas. Los polietilenos comerciales están conformados por una cantidad del orden de 104 monómeros de etileno; por lo que resulta bastante tedioso dibujar o escribir la fórmula química completa, se simplifica la fórmula de las estructuras poliméricas escribiendo la estructura del monómero base encerrada entre corchetes y con el subíndice n para indicar que se repite muchas veces.


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Estados de agregación de la materia

Los diferentes estados de la materia han confundido a la gente durante mucho tiempo. Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia, basados en sus observaciones del agua. Pero estos mismos griegos, en particular el filósofo Thales de Mileto (624 - 545 BC), sugirió, incorrectamente, que puesto que el agua podía existir como un elemento sólido, líquido, o hasta gaseoso bajo condiciones naturales, debía ser el único y principal elemento en el universo de donde surgía el resto de sustancias. Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo, en realidad, no es ni siquiera un elemento.

Hoy día la materia se conoce en cinco estados o formas de agregación:

Condensados B-E, sólido, líquido, gaseoso y plasma

Las figuras abajo muestran gráficamente 4 estados de la materia: sólido, líquido, gaseoso, y plasma. Si tomas al agua como un ejemplo de materia, los primeros tres estados son los siguientes: hielo (sólido), agua (líquido), vapor (gaseoso). El estado de plasma del agua estaría formado por núcleos de hidrógeno y electrones.

Solidó Líquido Gaseoso Plasma Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua. La mayoría de sustancias se presentan en un estado formal. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso:

• Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.

• Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.

• Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

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http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/estados/estados1.htm


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Los Condensados Bose-Einstein representan un quinto estado de la materia visto por primera vez en 1955. El estado lleva el nombre de Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, quien predijo su existencia hacia 1920.

Los condensados B-E son súper-fluidos gaseosos enfriados a temperaturas muy cercanas al cero absoluto -273.15 ° C.

En este extraño estado, todos los átomos de los condensados alcanzan el mismo estado mecánico-quantum y pueden fluir sin tener ninguna fricción entre sí. Aún más extraño es que los condensados B-E pueden “atrapar” luz, para después soltarla cuando el estado se rompe.

Los sólidos se forman cuando las fuerzas de atracción entre moléculas individuales son mayores que la energía que causa que se separen. Las moléculas individuales se encierran en su posición y se quedan en su lugar sin poder desplazarse. el movimiento se limita a una energía vibracional y las moléculas individuales se mantienen fijas en su lugar y vibran unas al lado de otras. A medida que la temperatura de un sólido aumenta, la cantidad de

vibración aumenta, pero el sólido mantiene su forma y volumen ya que las moléculas están encerradas en su lugar y no interactúan entre sí.

Los líquidos se forman cuando la energía (usualmente en forma de calor) de un sistema aumenta y la estructura rígida del estado sólido se rompe. Aunque en los líquidos las moléculas pueden moverse y chocar entre sí, se mantienen relativamente cerca, como los sólidos. Usualmente, en los líquidos las fuerzas intermoleculares. A medida que la temperatura de un líquido aumenta, la cantidad de movimiento de las moléculas individuales también aumenta. Como resultado, los líquidos pueden “circular” para tomar la forma de su contenedor pero no pueden ser fácilmente comprimidas porque las moléculas ya están muy

unidas. Por consiguiente, los líquidos tienen una forma indefinida, pero un volumen definido.

Los gases se forman cuando la energía de un sistema excede todas las fuerzas de atracción entre moléculas. Así, las moléculas de gas interactúan poco, ocasionalmente chocándose. En el estado gaseoso, las moléculas se mueven rápidamente y son libres de circular en cualquier dirección, extendiéndose en largas distancias. A medida que la temperatura aumenta, la cantidad de movimiento de las moléculas individuales aumenta. Los gases se expanden para llenar sus contenedores y tienen una densidad

baja. Debido a que las moléculas individuales están ampliamente separadas y pueden circular libremente en el estado gaseoso, los gases pueden ser fácilmente comprimidos y

pueden tener una forma indefinida.

Los plasmas son gases calientes e ionizados. Los plasmas se forman bajo condiciones de extremadamente alta energía, tan alta, en realidad, que las moléculas se separan violentamente y sólo existen átomos sueltos. Más sorprendente aún, los plasmas tienen tanta energía que los electrones exteriores son violentamente separados de los átomos individuales, formando así un gas de iones altamente cargados y energéticos. El sol esta en estado de plasma.


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Transiciones de Fase

La transformación de un estado de la materia a otro se denomina transición de fase.

Las transiciones de fase más comunes tienen hasta nombre. Por ejemplo, los términos derretir y congelar describen transiciones de fase entre un estado sólido y líquido y los términos evaporación y condensación describen transiciones entre el estado líquido y

gaseoso.

1000 2000 3000 40000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 18000 19000 200001000 2000 3000 40000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 18000 19000 20000

Como puede verse en el gráfico inferior, el movimiento de izquierda a derecha muestra que la temperatura del agua líquida aumenta a medida que se introduce la energía (calor).

A esto se le conoce como Calor Sensible

A 100ºC el agua empieza a experimentar una transición de fase (hierve) y la temperatura se mantiene constante, aún cuando se añade energía (la parte plana del gráfico).

A esto se le conoce como Calor Latente La energía que se introduce durante este periodo es la responsable de la separación de las fuerzas intermoleculares para que las moléculas de agua individuales puedan “escapar” hacia el estado gaseoso.

CALOR SENSIBLE

HAY

CAM

BIO

DE

TEM

PERA

TURA

ESCALA DE CALOR

ESCA

LA D

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MPE

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NO HAY CAMBIO DE TEMPERATURA

CALOR LATENTE

10 000 °

CALOR SENSIBLE CALOR LATENTE

-273,15

100°

0°

-10°

10 000 °

-273,15

100°

0°

-10°

• PUNTO CRÍTICO• CAMBIO DE FASE•TRANSICIÓN DE FASE• LIQUEFACCIÓN

HAY

CAM

BIO

DE

TEM

PERA

TURA

• PUNTO CRÍTICO• CAMBIO DE FASE•TRANSICIÓN DE FASE• EVAPORACION

NO HAY CAMBIO DE TEMPERATURA


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Finalmente, una vez que la transición ha terminado, si se añade más energía al sistema, aumentará el calor del agua gaseosa o vapor.

A esto se le conoce como Sobrecalentamiento

Este mismo proceso puede ser visto inversamente, si simplemente miramos al gráfico superior yendo de la derecha hacia la izquierda. A medida que el vapor se enfría, el movimiento de las moléculas del agua gaseosa y, por consiguiente, de la temperatura, disminuirá. Cuando el gas alcanza 100ºC se perderá más energía del sistema a medida que las fuerzas de atracción entre las moléculas se reformen. Sin embargo, la temperatura se mantiene constante durante la transición (la parte plana del gráfico). Finalmente, cuando la condensación se acaba, la temperatura del líquido empezará a disminuir a medida que la energía se retira.

Temperatura de Ebullición (Evaporación).- Es la temperatura a la cual un elemento o compuesto químico cambia de estado físico líquido a gaseoso.

El punto de ebullición depende del peso molecular, de las fuerzas atractivas intermoleculares.

Cuando un líquido se introduce en un recipiente cerrado y vacío se evapora hasta que el vapor alcanza una determinada presión que depende de la temperatura. Esta presión ejercida por el vapor en equilibrio con el líquido se denomina tensión de vapor.

A medida que aumenta la temperatura lo hace la tensión de vapor. Cuando ésta alcanza el valor de la presión sobre su superficie - generalmente la presión atmosférica - el líquido comienza a hervir.

Presión de evaporación es la tensión donde las moléculas de vapor igualan y vencen a la presión ejercida sobre dicha sustancia a una temperatura específica dependiendo de dicha sustancia.

Dado que la temperatura de ebullición depende de la presión

ejercida sobre la sustancia, debe conocerse cual es el valor de ésta para poder comparar temperaturas de ebullición.

Los Refrigerantes

Los refrigerantes son compuestos químicos que tienen la capacidad de evaporarse incluso a muy bajas temperaturas y presiones y tienen gran capacidad para absorber el calor. Los refrigerantes más utilizados en nuestra manufactura son el: R-134a Tetraflouroetano Temperatura de evaporación a presión atmosférica = - 26,5 ° C R-404a es una mezcla ternaria compuesta por R125, R143a y R134a. PENTAFLOUROETANO/ TRIFLOUROETANO/ TETRAFLOUROETANO


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Temperatura de evaporación a presión atmosférica = - 48,5 ° C Tabla de presión temperatura.

Los refrigerantes cambian su temperatura de evaporación, dependiendo de la presión a la que se encuentre sometido al momento de la expansión.

Hay unas tablas para referencia rápida, llamadas tablas de presión-temperatura. Estas tablas nos ayudan a determinar las condiciones a las que se encuentra el refrigerante en determinada etapa del ciclo de refrigeración mecánica.


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Saturated Conditions – Pressure (psig) Freon® Suva Suva® Suva Suva® Suva Suva® Suva Suva® Suva Suva Suva®

Temp. 22 123 134a 404A 410A 507 Temp22 123 134a 404A 410A 507 Temp22 123 134a 404A 410A 507 Temp22 123 134a 404A 410A 507 Temp22 123 134a 404A 410A 507 Temp22 123 134a 404A 410A 507 Temp22 123 134a 404A 410A 507 Temp °F R–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °CR–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °CR–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °CR–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °CR–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °CR–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °CR–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °C

60 101.6 11.2” 57.4 126.0 170.7 129.2 16 62 105.4 10.3” 60.0 130.5 176.6 133.7 17 64 109.3 9.4” 62.7 135.0 182.7 138.4 18 66 113.2 8.5” 65.4 139.7 188.9 143.1 19 68 117.3 7.6” 68.2 144.4 195.3 148.0 20 70 121.4 6.6” 71.1 149.3 201.8 153.0 21 72 125.7 5.6” 74.1 154.3 208.4 158.1 22 74 130.0 4.6” 77.1 159.4 215.2 163.3 23 76 134.5 3.5” 80.2 164.6 222.2 168.6 24

78 139.0 2.4” 83.4 169.9 229.3 174.1 2680 143.6 1.2” 86.7 175.4 236.5 179.6 27

82 148.4 0.0” 90.0 181.0 244.0 185.3 28 84 153.2 0.6 93.5 186.7 251.6 191.1 29 86 158.2 1.2 97.0 192.5 259.3 197.1 30 88 163.2 1.8 100.6 198.4 267.3 203.1 31 90 168.4 2.5 104.3 204.5 275.4 209.3 32 92 173.7 3.2 108.1 210.7 283.6 215.6 33 94 179.1 3.9 112.0 217.0 292.1 222.1 34 96 184.6 4.6 115.9 223.4 300.7 228.7 36 98 190.2 5.3 120.0 230.0 309.5 235.4 37 100 195.9 6.1 124.2 236.8 318.5 242.3 38 102 201.8 6.9 128.4 243.6 327.7 249.3 39 104 207.7 7.7 132.7 250.6 337.1 256.5 40 106 213.8 8.5 137.2 257.8 346.7 263.8 41 108 220.0 9.4 141.7 265.1 356.5 271.2 42 110 226.4 10.3 146.4 272.5 366.4 278.8 43 112 232.8 11.2 151.1 280.1 376.6 286.6 44 114 239.4 12.1 156.0 287.9 387.0 294.5 46 116 246.1 13.1 160.9 295.8 397.6 302.6 47 118 253.0 14.1 166.0 303.8 408.4 310.8 48 120 260.0 15.1 171.2 312.1 419.4 319.2 49 122 267.1 16.1 176.5 320.4 430.7 327.8 50 124 274.3 17.2 181.8 329.0 442.1 336.5 51 126 281.7 18.3 187.4 337.7 453.8 345.4 52 128 289.2 19.4 193.0 346.6 465.8 354.5 53 130 296.9 20.6 198.7 355.6 477.9 363.8 54 132 304.7 21.7 204.6 364.9 490.3 373.2 56 134 312.6 22.9 210.6 374.3 503.0 382.9 57 136 320.7 24.2 216.7 383.9 515.9 392.7 58 138 329.0 25.5 222.9 393.7 529.1 402.7 59 140 337.4 26.8 229.2 403.7 542.5 413.0 60

142 345.9 28.1 235.7 413.9 556.2 423.4 61144 354.6 29.5 242.3 424.3 570.2 434.1 62

146 363.5 30.9 249.0 434.9 584.5 445.0 63 148 372.5 32.3 255.9 445.7 599.0 456.1 64 150 381.7 33.8 262.9 456.8 613.88 467.4 66

Saturated Conditions – Pressure (psig) Freon® Suva Suva® Suva Suva® Suva Suva Suva® Suva Suva Suva® Suva Suva®

Temp. 22 123 134a 404A 410A 507 Temp22 123 134a 404A 410A 507 Temp22 123 134a 404A 410A 507 Temp22 123 134a 404A 410A 507 Temp22 123 134a 404A 410A 507 Temp22 123 134a 404A 410A 507 Temp22 123 134a 404A 410A 507 Temp °F R–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °CR–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °CR–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °CR–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °CR–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °CR–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °CR–22 R–123 R–134a R–404A R–410A R–507 °C

–40 0.6 28.9” 14.8” 4.9 10.8 5.4 –40 –38 1.4 28.8” 13.9” 5.9 12.1 6.4 –39 –36 2.2 28.7” 12.9” 7.0 13.4 7.5 –38 –34 3.1 28.6” 12.0” 8.0 14.8 8.6 –37 –32 4.0 28.5” 10.9” 9.2 16.3 9.8 –36 –30 4.9 28.4” 9.8” 10.3 17.8 11.0 –34 –28 5.9 28.3” 8.7” 11.5 19.4 12.2 –33 –26 6.9 28.2” 7.5” 12.8 21.0 13.5 –32 –24 8.0 28.1” 6.3” 14.1 22.7 14.8 –31 –22 9.1 27.9” 5.0” 15.4 24.5 16.2 –30 –20 10.2 27.8” 3.7” 16.8 26.3 17.6 –29 –18 11.4 27.6” 2.3” 18.3 28.2 19.1 –28 –16 12.6 27.5” 0.8” 19.8 30.2 20.6 –27 –14 13.9 27.3” 0.3 21.3 32.2 22.2 –26 –12 15.2 27.2” 1.1 22.9 34.3 23.8 –24 –10 16.5 27.0” 1.9 24.6 36.5 25.5 –23 –8 17.9 26.8” 2.8 26.3 38.7 27.3 –22 –6 19.4 26.6” 3.6 28.0 41.0 29.1 –21 –4 20.9 26.4” 4.6 29.8 43.4 30.9 –20 –2 22.4 26.2” 5.5 31.7 45.9 32.8 –19 0 24.0 25.9” 6.5 33.7 48.4 34.8 –18 2 25.7 25.7” 7.5 35.7 51.1 36.9 –17 4 27.4 25.4” 8.5 37.7 53.8 39.0 –16 6 29.1 25.2” 9.6 39.8 56.6 41.1 –14 8 31.0 24.9” 10.8 42.0 59.5 43.4 –13 10 32.8 24.6” 11.9 44.3 62.4 45.7 –12 12 34.8 24.3” 13.1 46.6 65.5 48.1 –11

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18 40.9 23.2” 17.0 54.0 75.2 55.6 –8 20 43.1 22.9” 18.4 56.6 78.7 58.3 –7 22 45.3 22.5” 19.9 59.3 82.2 61.0 –6 24 47.6 22.1” 21.3 62.0 85.8 63.8 –4 26 50.0 21.7” 22.9 64.8 89.6 66.7 –3 28 52.4 21.2” 24.5 67.7 93.4 69.7 –2 30 55.0 20.8” 26.1 70.7 97.4 72.7 –1 32 57.5 20.3” 27.8 73.8 101.4 75.9 0 34 60.2 19.8” 29.5 76.9 105.6 79.1 1 36 62.9 19.3” 31.3 80.2 109.9 82.4 2 38 65.7 18.7” 33.1 83.5 114.3 85.8 3 40 68.6 18.2” 35.0 86.9 118.8 89.2 4 42 71.5 17.6” 37.0 90.4 123.4 92.8 6 44 74.5 17.0” 39.0 94.0 128.2 96.5 7 46 77.6 16.3” 41.1 97.6 133.0 100.2 8 48 80.8 15.7” 43.2 101.4 138.0 104.1 9 50 84.1 15.0” 45.4 105.3 143.2 108.0 10 52 87.4 14.3” 47.7 109.2 148.4 112.0 11 54 90.8 13.5” 50.0 113.3 153.8 116.2 12 56 94.4 12.8” 52.4 117.4 159.3 120.4 13 58 98.0 12.0” 54.9 121.7 164.9 124.7 14

“Denotes inches of mercury (“Hg)

(9/05) RWJ329 Printed in U.S.A. Reorder No.: K-10909

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Pressure-Temperature Guide – ENG

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Dew Point –– Saturated Vapor (psig)

Suva Suva® Suva Suva Suva Suva® Suva Suva Suva Suva® Suva Suva Suva® Suva Suva® Suva Suva® Suva Suva® Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C

–40 13.8” 12.4” 5.7 3.7” 4.6” 3.1 14.8” –40 –38 12.9” 11.3” 6.8 4.7” 3.2” 4.0 13.9” –39 –36 11.9” 10.3” 7.8 5.7” 1.6” 5.0 13.0” –38 –34 10.9” 9.2” 9.0 6.7” 0.1” 5.9 12.0” –37 –32 9.8” 8.0” 10.1 7.8” 0.8 7.0 10.9” –36 –30 8.7” 6.8” 11.4 8.9” 1.6 8.0 9.9” –34 –28 7.5” 5.5” 12.6 10.1 2.5 9.1 8.8” –33 –26 6.2” 4.2” 13.9 11.3 3.4 10.3 7.6” –32 –24 5.0” 2.8” 15.3 12.5 4.4 11.5 6.4” –31 –22 3.6” 1.4” 16.7 13.8 5.4 12.7 5.1” –30 –20 2.2” 0.1 18.2 15.1 6.5 14.0 3.8” –29 –18 0.8” 0.8 19.7 16.5 7.5 15.3 2.4” –28 –16 0.3 1.6 21.2 18.0 8.7 16.7 0.9” –27 –14 1.1 2.4 22.9 19.4 9.9 18.1 0.3 –26 –12 1.9 3.3 24.5 21.0 11.1 19.6 1.0 –24 –10 2.8 4.2 26.3 22.6 12.3 21.1 1.8 –23 –8 3.6 5.1 28.0 24.2 13.7 22.7 2.7 –22 –6 4.5 6.1 29.9 25.9 15.0 24.3 3.5 –21 –4 5.4 7.1 31.8 27.7 16.4 26.0 4.4 –20 –2 6.4 8.1 33.8 29.5 17.9 27.7 5.3 –19 0 7.4 9.2 35.8 31.4 19.4 29.5 6.3 –18 2 8.5 10.3 37.9 33.3 21.0 31.3 7.3 –17 4 9.5 11.5 40.0 35.3 22.6 33.2 8.3 –16 6 10.7 12.7 42.3 37.3 24.3 35.2 9.4 –14 8 11.8 13.9 44.6 39.5 26.1 37.2 10.5 –13 10 13.0 15.2 46.9 41.6 27.9 39.3 11.6 –12 12 14.2 16.5 49.4 43.9 29.7 41.4 12.8 –11 14 15.5 17.9 51.9 46.2 31.7 43.6 14.0 –10 16 16.9 19.3 54.4 48.6 33.7 45.9 15.3 –9 18 18.2 20.8 57.1 51.1 35.7 48.2 16.6 –8 20 19.6 22.3 59.8 53.6 37.9 50.6 18.0 –7 22 21.1 23.8 62.6 56.2 40.1 53.1 19.4 –6 24 22.6 25.4 65.5 58.9 42.3 55.7 20.8 –4 26 24.2 27.1 68.5 61.6 44.7 58.3 22.3 –3 28 25.8 28.8 71.5 64.4 47.1 61.0 23.9 –2 30 27.4 30.6 74.7 67.3 49.6 63.7 25.5 –1 32 29.1 32.4 77.9 70.3 52.1 66.6 27.1 0 34 30.9 34.2 81.2 73.4 54.8 69.5 28.8 1 36 32.7 36.2 84.6 76.5 57.5 72.5 30.5 2 38 34.6 38.2 88.1 79.8 60.3 75.6 32.3 3 40 36.5 40.2 91.6 83.1 63.2 78.7 34.2 4 42 38.5 42.3 95.3 86.5 66.1 81.9 36.1 6 44 40.5 44.5 99.0 90.0 69.2 85.3 38.0 7 46 42.6 46.7 102.9 93.5 72.3 88.7 40.1 8 48 44.8 49.0 106.8 97.2 75.5 92.2 42.1 9 50 47.0 51.4 110.9 101.0 78.8 95.7 44.3 10

Bubble Point –– Saturated Liquid (psig) Suva Suva® Suva Suva Suva Suva® Suva Suva Suva® Suva Suva Suva® Suva Suva® Suva Suva Suva® Suva Suva Suva® Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp Temp. MP39 MP66 HP80 HP81 407C 408A 409A Temp °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C °F R–401A R–401B R–402A R–402B R–407C R–408A R–409A °C

50.0 57.9 62.4 115.4 106.3 97.9 96.8 60.9 10 52.0 60.4 65.1 119.6 110.3 101.7 100.5 63.4 11 54.0 63.0 67.8 123.9 114.3 105.6 104.3 66.1 12 56.0 65.7 70.6 128.3 118.4 109.6 108.1 68.8 13 58.0 68.4 73.5 132.8 122.6 113.7 112.1 71.6 14 60.0 71.2 76.5 137.4 127.0 117.9 116.1 74.5 16 62.0 74.1 79.5 142.1 131.4 122.3 120.3 77.4 17 64.0 77.0 82.6 147.0 135.9 126.7 124.5 80.4 18 66.0 80.0 85.7 151.9 140.6 131.2 128.8 83.4 19 68.0 83.1 89.0 157.0 145.3 135.8 133.3 86.6 20 70.0 86.3 92.3 162.1 150.1 140.5 137.8 89.8 21 72.0 89.5 95.7 167.4 155.1 145.4 142.5 93.1 22 74.0 92.8 99.2 172.8 160.1 150.3 147.2 96.5 23 76.0 96.2 102.8 178.3 165.3 155.4 152.1 99.9 24 78.0 99.7 106.4 183.9 170.6 160.5 157.0 103.4 26 80.0 103.2 110.2 189.7 176.0 165.8 162.1 107.0 27 82.0 106.8 114.0 195.5 181.5 171.2 167.3 110.7 28 84.0 110.6 117.9 201.5 187.1 176.8 172.6 114.4 29 86.0 114.4 121.9 207.7 192.9 182.4 178.0 118.3 30

88.0 118.2 125.9 213.9 198.7 188.2 183.5 122.2 31 90.0 122.2 130.1 220.3 204.7 194.1 189.2 126.2 32 92.0 126.2 134.3 226.8 210.8 200.1 194.9 130.3 33 94.0 130.4 138.7 233.5 217.1 206.3 200.8 134.5 34 96.0 134.6 143.1 240.2 223.4 212.5 206.8 138.8 36 98.0 138.9 147.7 247.1 229.9 219.0 212.9 143.1 37 100.0 143.3 152.3 254.2 236.5 225.5 219.2 147.6 38 102.0 147.8 157.0 261.4 243.3 232.2 225.5 152.1 39 104.0 152.4 161.8 268.7 250.2 239.0 232.0 156.7 40 106.0 157.1 166.7 276.2 257.2 245.9 238.7 161.4 41 108.0 161.9 171.8 283.9 264.4 253.0 245.4 166.3 42 110.0 166.8 176.9 291.6 271.7 260.3 252.3 171.2 43 112.0 171.8 182.1 299.6 279.1 267.6 259.4 176.2 44 114.0 176.8 187.4 307.7 286.7 275.1 266.6 181.3 46 116.0 182.0 192.9 315.9 294.4 282.8 273.9 186.5 47 118.0 187.3 198.4 324.3 302.3 290.6 281.3 191.8 48 120.0 192.7 204.0 332.9 310.3 298.6 288.9 197.2 49 122.0 198.2 209.8 341.6 318.5 306.7 296.7 202.7 50 124.0 203.8 215.7 350.5 326.8 315.0 304.6 208.3 51 126.0 209.5 221.6 359.5 335.3 323.4 312.6 214.0 52 128.0 215.3 227.7 368.7 343.9 332.0 320.8 219.8 53 130.0 221.2 233.9 378.1 352.7 340.7 329.2 225.7 54 132.0 227.2 240.3 387.7 361.7 349.7 337.7 231.8 56 134.0 233.4 246.7 397.5 370.8 358.7 346.3 237.9 57 136.0 239.7 253.3 407.4 380.1 368.0 355.2 244.2 58 138.0 246.0 259.9 417.5 389.6 377.4 364.1 250.5 59 140.0 252.5 266.7 427.8 399.2 387.0 373.3 257.0 60 142.0 259.1 273.6 438.3 409.0 396.7 382.6 263.6 61 144.0 265.9 280.7 449.0 419.0 406.6 392.1 270.3 62 146.0 272.7 287.9 459.9 429.1 416.7 401.8 277.1 63 148.0 279.7 295.2 471.0 439.5 427.0 411.7 284.0 64 150.0 286.8 302.6 482.4 450.0 437.5 421.7 291.1 66

DuPont Refrigerants. The Science of Cool.™

Superheat – Saturated VaporPressures

TypicalPH DiagramSuperheat–Reference Point

Subcooling –Saturated LiquidPressures

TypicalPH DiagramSubcooling–Reference Point

Pressure-Temperature Guide – ENG

DuPont™ Suva® REFRIGERANTS

DewPoint

BubblePoint

“Denotes inches of mercury (“Hg)

CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Temperatura

Para entender los diferentes estados en los que la materia existe, es necesario entender algo llamado Teoría Molecular Cinética de la Materia.

Uno de los conceptos básicos de la teoría argumenta que los átomos y moléculas poseen una energía de movimiento, que percibimos como temperatura. En otras palabras, los átomos y moléculas están en movimiento constante y medimos la energía de estos movimientos como la temperatura de una sustancia. Mientras más energía hay en una sustancia, mayor movimiento molecular y mayor la temperatura percibida. Consecuentemente, un punto importante es que la cantidad de energía que tienen los átomos y las moléculas (y por consiguiente la cantidad de movimiento) influye en su interacción. Al contrario que simples bolas de billar, muchos átomos y moléculas se atraen entre sí como resultado de varias fuerzas intermoleculares.

Como hemos visto, el aumento de energía lleva a mayor movimiento molecular. A la inversa, la energía que disminuye lleva a menor movimiento molecular. Como resultado, una predicción de la Teoría Cinética Molecular es que si se disminuye la energía (medida como temperatura) de una sustancia, llegaremos a un punto en que todo el movimiento molecular se detiene.

La temperatura en la cual el movimiento molecular se detiene se llama cero absoluto y se calcula que es de -273,15 grados Celsius. Aunque los científicos han enfriado sustancias hasta llegar cerca del cero absoluto, nunca han podido llegar a esta temperatura. La dificultad en observar una sustancia a una temperatura de cero absoluto es que para poder “ver” la sustancia se necesita luz y la luz transfiere energía a la sustancia, lo cual eleva la temperatura. A pesar de estos desafíos, los científicos han observado, recientemente, un quinto estado de la materia que sólo existe a temperaturas muy cercanas al cero absoluto.


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Medición de la temperatura Medir la temperatura es relativamente un concepto nuevo. Los primeros científicos entendían la diferencia entre 'frío' y 'caliente', pero no tenían un método para cuantificar los diferentes grados de calor hasta el siglo 17.

En 1597, el astrónomo Italiano Galileo Galilei inventó un simple termoscopio de agua, un artificio que consiste en un largo tubo de cristal invertido en una jarra sellada que contenía agua y aire. Cuando la jarra era calentada, el aire se expandía y empujaba

hacia arriba el líquido en el tubo. El nivel del agua en el tubo podía ser comparado a diferentes temperaturas para mostrar los cambios relativos cuando se añadía o se retiraba calor, pero el termoscopio no permitía cuantificar la temperatura fácilmente.

Varios años después, el físico e inventor Italiano Santorio Santorio mejoró el diseño de Galileo añadiendo una escala numérica al termoscopio. Estos primeros termoscopios dieron paso al desarrollo de los termómetros llenos de líquido comúnmente usados hoy en día.

Los termómetros de mercurio funcionan sobre la base de la tendencia a expandirse cuándo se calientan. Cuando el mercurio dentro del termómetro absorbe calor, se expande, ocupando un volumen mayor y forzando la subida del nivel del fluido dentro del tubo. Cuando se enfría, se contrae, ocupando un volumen menor y causando la caída del nivel en la escala.


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CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Escalas de Medición Hay tres escalas comúnmente usadas actualmente para medir la temperatura: la escala Fahrenheit (° F), la escala Celsius (° C), y la escala Kelvin (K). Cada una de estas escalas usa una serie de divisiones basadas en diferentes puntos de referencia tal como se describe enseguida. Fahrenheit

Kelvin

La escala Kelvin usa l

Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) era un físico Alemán que inventó el termómetro de alcohol en 1709 y el termómetro de mercurio en 1714. La escala de temperatura Fahrenheit fue desarrollada en 1724. Fahrenheit originalmente estableció una escala en la que la temperatura de una mezcla de hielo-agua-sal estaba fijada a 0 grados. La temperatura de una mezcla de hielo-agua (sin sal) estaba fijada a 32 grados y la temperatura del cuerpo humano a 96,6 grados. Fahrenheit midió la temperatura del agua hirviendo a 212° F, haciendo que el intervalo entre el punto de ebullición y

congelamiento del agua fuera de 180 grados. Celsius

Anders Celsius (1701-1744) fue un astrónomo Suizo que inventó la escala centígrada en 1742. Celsius escogió el punto de fusión del hielo y el punto de ebullición del agua como sus dos temperaturas de referencia para dar con un método simple y consistente de un termómetro de calibración. Celsius dividió la diferencia en la temperatura entre el punto de congelamiento y de ebullición del agua en 100 grados (de ahí el nombre centi, que quiere decir cien, y grado). Después de la muerte de Celsius, la escala centigrada fue llamanda escala Celsius. La escala Celsius toma

preferencia sobre la escala Fahrenheit en la investigación científica porque es más compatible con el formato basado en los decimales del Sistema Internacional (SI) del sistema métrico. Además, la escala de temperatura Celsius es comúnmente usada en la mayoría de países en el mundo, excepto de Estados Unidos.

La tercera escala para medir la temperatura es comúnmente llamada Kelvin (K). Lord William Kelvin (1824-1907) fue un físico Escocés que inventó la escala en 1854. La escala Kelvin está basada en la idea del cero absoluto, la temperatura teorética en la que todo el movimiento molecular se para y no se puede detectar ninguna energía. En teoría, el punto cero de la escala Kelvin es la temperatura más baja que existe en el universo: -273,15º C. a misma unidad de división que la escala Celsius. Sin embargo coloca

el punto cero en el cero absoluto: -273,15º C. Es así que el punto de congelamiento del agua es 273,15 Kelvin y 373,15 K es el punto de ebullición del agua. La escala Kelvin, como la escala Celsius, es una unidad de medida del SI. Usada comúnmente en las medidas científicas. Puesto que no hay números negativos en la escala Kelvin (porque teóricamente nada puede ser más frío que el cero absoluto), es muy conveniente usar la escala Kelvin en la investigación científica cuando se mide temperatura extremadamente baja.


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Una medida de la temperatura en cualquiera de estas escalas puede ser fácilmente convertida a otra escala usando una simple fórmula.

K = ° C + 273.15 ° C = (° F – 32) / 1.8 ° F = ° C x 1.8 + 32

CURSO DE REFRIGERACIÓN BÁSICA Atmósfera.- La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a la tierra. Composición.

Los gases fundamentales que forman la atmósfera son:

Gases % (en vol)

Nitrógeno 78.084

Oxígeno 20.946

Argón 0.934

CO2 0.033

CAPAS DE LA ATMÓSFERA

La atmósfera puede llegar a tener en algunas zonas hasta un espesor de 1000 Km y está dividida en capas. Estas capas son: Troposfera: la más cercana a la tierra (10 Km), es donde se desarrollan los fenómenos atmosféricos conocidos. Los aviones pueden superar esta capa e introducirse en la siguiente. La estratosfera: llega hasta los 50 Km y es en ella donde existe una mayor concentración de ozono (25 km), de gran importancia para la vida en la tierra. Se queda con las radiaciones nocivas emitidas por el sol de alta intensidad, actuando como un filtro. La mesosfera: hasta los 80 Km, recibe todas las radiaciones de alta intensidad. Por ella viajan los globos sonda. La termosfera y la exosfera: son las capas externas de la atmósfera y llegan a tener entre 100º y 300º C de temperatura. Por la termosfera se pasean las naves espaciales a unos 100 Km de la tierra.


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PRESIÓN ATMOSFÉRICA

Es la fuerza ejercida por el peso del la atmósfera contra las áreas de los cuerpos metidos en dicha atmósfera.

Características de la atmósfera en distintas alturas.

Promedios válidos para las latitudes templadas

Conversiones: 1 mm Hg = 0.01934 Lb/pg2 1 mm Hg = 0.13333 kPa (Kilo Pascal) 1 mm Hg = 0.00136 kg/cm2

1 lb/Pg2 = 6.89474 kPa 1 lb/pg2 = 0.07031 kg/cm2 1 lb/pg2 = 51.715 mm Hg

Altura (m)

Presión (mmHg)

Densidad (g · dm3)

Temperatura (ºC)

0 760 1,226 15 1000 674 1,112 8,5 2000 596 1,007 2 3000 525 0,910 -4,5 4000 462 0,820 -11 5000 405 0,736 -17,5 10000 198 0,413 -50 15000 90.2 0,194 -56,5



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La presión puede definirse como una fuerza por unidad de área o superficie

La presión manométrica es la presión que ejerce un sistema cerrado comparado contra la presión atmosférica fuera del sistema.



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La escala de vacío tiene un rango de 0 a 30 pulgadas de mercurio La escala de baja presión tiene un rango de 0 a 250 Después de este rango contempla una escala de retardo amortiguador que evita que el mecanismo se dañe por lectura de presiones superiores a la escala. El manómetro para altas presiones regularmente lo identifican con un color rojo en su caja protectora y los rangos en su escala nos permite medir presiones de 0 hasta 500 libras por pulgada cuadrada (PSIG en inglés Pressure Square Inch Gauge)

Manómetro de Bourdon tipo “C” Es un tubo de cobre de pared muy delgada de forma ovalada y doblado a lo largo formando una C. Sellado por un extremo y unido a un mecanismo de engranes y resorte espiral con una aguja montada en un eje.

El otro extremo abierto del tubo se conecta a un adaptador roscado, que permite la conexión a un sistema de válvulas manuales las cuales controlan el acceso al sistema para servicio. Se le dice manómetro compuesto a aquel que tiene escalas positivas de presión y escalas negativas para medir vació. Normalmente se identifica con un color azul en su caja protectora.



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Presión Absoluta .- La presión absoluta en un sistema de refrigeración es la suma

de la presión atmosférica mas la presión manométrica del sistema Pa = Patm + Pman

Presión del sistema

PRESION ATMOSFERICA

PRESION MANOMETRICA

MANOMETRO DE TUBO “U” CON MERCURIO

Pg Ó mm DE MERCURIO

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