E14 Cambio de fase - Evaporación y Condensación

Tópico

El cambio de fase entre agua y vapor consume, en su sentido de evaporación, o libera, en su sentido de condensación, una gran cantidad de energía sin que la temperatura de esa misma agua o de ese mismo vapor cambie mientras dura ese cambio de fase: en la cocina, esta evaporación ocurre en la superficie de un asado, de un salteado o de un alimento que se seca dentro de un horno, mientras que esta condensación ocurre, en cambio, sobre la tapa fría de una olla o dentro de la cocción al vapor de un alimento. Esta evaporación requiere, para completarse, este calor latente que consume, mucho mayor que el calor sensible que bastaría para elevar la temperatura de esa misma agua en un intervalo comparable sin cambiar de fase, y es esta misma gran demanda de calor latente la que explica por qué la superficie de este alimento puede mantenerse cerca de su punto de ebullición mientras el interior de ese mismo alimento todavía permanece frío: el vapor que se forma en esta superficie actúa, al consumir este calor latente en lugar de dejar que la temperatura de esta superficie siga subiendo, como un regulador térmico de este alimento. Que este calor latente que consume esta evaporación sea mayor hace que esta superficie de este alimento, en consecuencia, se mantenga cerca de este punto de ebullición durante más tiempo antes de que el interior de este alimento termine de calentarse.

La tasa a la que ocurre esta evaporación depende del gradiente de densidad de vapor que existe entre esta superficie saturada de este alimento y el ambiente que la rodea, más seco que ella: un ambiente seco o ventilado alrededor de este alimento aumenta este gradiente de densidad de vapor y acelera, en consecuencia, esta evaporación, generando en esta superficie de este alimento una costra más crujiente, mientras que un horno sin ventilación retiene, en cambio, la humedad que esta evaporación libera, reduce este gradiente de densidad de vapor, y produce en esta superficie de este alimento una textura más tierna en lugar de esta costra crujiente. Que este ambiente alrededor de este alimento sea más seco o esté más ventilado hace que este gradiente de densidad de vapor, en consecuencia, sea mayor, y que esta evaporación, en consecuencia, sea más rápida.

Por eso este modelo, con esta evaporación y este gradiente de densidad de vapor con las que se abrió, muestra, a través de la ecuación de Clausius-Clapeyron, que la presión de vapor de saturación de esta agua crece de manera muy pronunciada, mucho más que proporcionalmente, con la temperatura de esta misma agua: dentro de una olla a presión, con una presión elevada sobre esta agua, este punto de ebullición de esta agua sube, en consecuencia, por encima del punto de ebullición que tendría a presión atmosférica normal, acelerando la cocción de este alimento, mientras que en altitud, con una presión atmosférica más baja sobre esta agua, ocurre lo contrario, y este punto de ebullición de esta agua cae por debajo de ese mismo punto de ebullición a presión atmosférica normal, volviendo en consecuencia más lenta a esta cocción de este alimento. Que la presión sobre esta agua sea más alta hace que, según esta misma ecuación de Clausius-Clapeyron, este punto de ebullición de esta agua sea, en consecuencia, más alto, y que esta cocción de este alimento, en consecuencia, sea más rápida.

Finalmente, este modelo confirma, a través del número de Lewis del par formado por el vapor de agua y el aire, muy cercano a la unidad, una analogía directa entre esta transferencia de calor y la transferencia de masa de este mismo vapor de agua: esta misma cercanía a la unidad de este número de Lewis permite estimar el coeficiente de transferencia de masa de este vapor de agua directamente a partir del coeficiente convectivo que ya establece, para esta misma transferencia de calor, otro modelo de este conjunto, sin necesitar una medición independiente de esa transferencia de masa. Que este coeficiente convectivo de este alimento sea mayor hace que, según esta misma analogía entre calor y masa, este coeficiente de transferencia de masa de este vapor de agua sea, en consecuencia, también mayor, y que esta evaporación en esta superficie de este alimento, en consecuencia, sea más rápida.

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