Condensación
La condensación es el cambio de estado en el que un gas se transforma en líquido al perder energía térmica.
La condensación es el cambio de estado en el que una sustancia pasa de gas a líquido. Ocurre cuando el vapor pierde energía térmica, ya sea porque se enfría o porque se comprime, y sus moléculas se acercan hasta quedar unidas por fuerzas de cohesión. Explica desde las gotas que empañan un espejo hasta la formación de las nubes.
¿Qué es la condensación?
El término procede del latín condensatio, derivado de condensare, «hacer denso». En una sustancia gaseosa las moléculas se mueven con mucha energía y están muy separadas. Al ceder calor al entorno se frenan, se aproximan y las fuerzas de atracción entre ellas las mantienen juntas: aparece el líquido.
Es el proceso inverso a la vaporización. Por eso, igual que hace falta aportar calor para evaporar un líquido, al condensar el vapor se libera exactamente esa misma energía al ambiente. Ese calor desprendido se llama calor latente de condensación.
No debe confundirse con la licuefacción, que suele referirse a licuar un gas por compresión o enfriamiento extremos, ni con la deposición, en la que el gas pasa directamente a sólido sin pasar por líquido.
Condiciones para que se produzca
Un gas solo condensa si su temperatura está por debajo de la temperatura crítica de la sustancia. En el caso del agua, esa temperatura crítica es de unos 374 °C, por lo que el vapor de agua de la atmósfera puede condensarse siempre que se enfríe lo suficiente.
En el aire, el agua condensa cuando la humedad relativa alcanza el 100 %. La temperatura a la que sucede se denomina punto de rocío. Cuando una superficie o una masa de aire desciende por debajo de él, el exceso de vapor pasa a líquido. Además, en la atmósfera las gotas necesitan una superficie sobre la que formarse: son los núcleos de condensación, partículas diminutas de polvo, sal marina o ceniza.
Calor latente de condensación
La energía liberada al condensar una masa m se calcula con el calor latente (L):
Para el agua a 100 °C y presión normal, Lv ≈ 2,26 · 10⁶ J/kg (2260 kJ/kg). Se mide en julios por kilogramo (J/kg) y la energía en julios (J). Este valor es muy elevado, y por eso las quemaduras por vapor son más graves que las producidas por agua hirviendo a la misma temperatura.
Tipos y ejemplos
| Fenómeno | Cómo se produce |
|---|---|
| Rocío | El suelo y las plantas se enfrían de noche por debajo del punto de rocío y el vapor condensa sobre ellos. |
| Niebla y nubes | El vapor condensa en el aire sobre núcleos de condensación y forma gotitas minúsculas en suspensión. |
| Vaho en cristales | El aire cálido y húmedo del interior toca un vidrio frío. |
| Vaso frío | Las gotas aparecen en el exterior porque el vapor del aire se enfría al contacto con la pared. |
| Tapa de una olla | El vapor que sube se condensa al tocar la tapa más fría. |
Aplicaciones
- Ciclo del agua: la condensación en la atmósfera forma las nubes y es el paso previo a la precipitación.
- Destilación: se evapora una mezcla y se condensa el vapor en un refrigerante para separar sus componentes.
- Refrigeración y aire acondicionado: el condensador del circuito libera al exterior el calor del fluido refrigerante al pasar de gas a líquido.
- Centrales térmicas: el vapor que sale de la turbina se condensa para reutilizar el agua del circuito.
- Calderas de condensación: aprovechan el calor latente del vapor de los gases de combustión para ganar eficiencia.
- Recogida de agua: los atrapanieblas captan gotas de niebla para abastecer a poblaciones en zonas áridas.
Para situar el fenómeno junto a los demás cambios de estado, conviene repasar la evaporación, el vapor de agua, el calor y la transferencia de calor.
Ejercicios resueltos
1. ¿Qué cantidad de calor libera la condensación de 50 g de vapor de agua a 100 °C? (Lv = 2,26 · 10⁶ J/kg)
Se pasa la masa a kilogramos: m = 0,050 kg. Q = m·Lv = 0,050 · 2,26 · 10⁶ = 1,13 · 10⁵ J (113 kJ liberados).
2. Se condensan 10 g de vapor a 100 °C y el agua resultante se enfría hasta 20 °C. ¿Cuánto calor se libera en total? (c del agua = 4180 J/kg·K)
Condensación: 0,010 · 2,26 · 10⁶ = 22 600 J. Enfriamiento: 0,010 · 4180 · 80 = 3344 J. Total: 22 600 + 3344 = 25 944 J (≈ 25,9 kJ). La mayor parte procede de la condensación.
3. ¿Qué masa de vapor debe condensar a 100 °C para liberar 452 kJ?
m = Q/Lv = 452 000 / 2,26 · 10⁶ = 0,20 kg (200 g).
Preguntas frecuentes
¿La condensación absorbe o libera calor?
Libera calor. Las moléculas del gas ceden energía al entorno al pasar al estado líquido, exactamente la misma que hubo que aportar para evaporar esa masa.
¿Cuál es la diferencia entre condensación y evaporación?
Son procesos opuestos. En la evaporación un líquido pasa a gas absorbiendo calor; en la condensación un gas pasa a líquido y lo libera.
¿Qué es el punto de rocío?
Es la temperatura a la que el aire se satura de vapor de agua (humedad relativa del 100 %) y empieza a condensar. Cuanto más húmedo es el aire, más alto es el punto de rocío.
¿Por qué se empañan los cristales en invierno?
Porque el aire interior, cálido y cargado de humedad, se enfría al tocar el vidrio frío. Si baja por debajo de su punto de rocío, el vapor se convierte en gotitas de agua.
¿Cómo se forman las nubes?
El aire húmedo asciende, se enfría y el vapor condensa sobre partículas en suspensión. Millones de gotitas o cristales de hielo forman la nube visible.
Referencias
- Çengel, Y. A. y Boles, M. A. Termodinámica. McGraw-Hill.
- Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
- Halliday, D., Resnick, R. y Walker, J. Fundamentos de Física. Wiley.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2025). «Condensación». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/condensacion/
