A medida que se agota el combustible en un encendedor de butano, ¿por qué el combustible líquido bajo presión no se vuelve lento y completamente gaseoso a medida que disminuye la presión en el interior?

La presión interna no disminuye, por eso usan butano.

Ver, a temperatura ambiente, el butano líquido tiene una presión de vapor de aproximadamente 2 atmósferas. Eso significa que una piscina líquida de butano se evaporará hasta que tenga 2 atmósferas de butano por encima, en cuyo punto se detendrá. Los encendedores están diseñados para contener tanta presión, por lo que mantienen 2 atmósferas de vapor de butano sobre el líquido. Cuando se usa el encendedor, libera vapor de butano, y el butano líquido se evapora hasta que se restablece la presión. La cantidad de líquido consumida es relativamente pequeña, en comparación con el gas liberado, pero con el tiempo el líquido se agota.

Mientras haya líquido y vapor en el encendedor, la presión es la misma (suponiendo una temperatura constante). Un encendedor que esté casi completamente lleno y solo tenga una pequeña bolsa de vapor tendrá la misma presión que un encendedor con solo una gota de líquido.

Una vez que se agota el último bit de líquido, todo lo que tiene es gas, que se descomprimirá hasta que la presión desaparezca. Pero como solo tiene 2 atmósferas, no hay mucho gas presurizado para usar.

1 Debido a que el butano es un gas volátil y con una pequeña cantidad de gas giratorio, mantiene la presión por encima de la presión de vapor de equilibrio (EVP).

2 Cuando el EVP de una sustancia a una temperatura dada es igual a la presión ambiental, la sustancia se convierte en gas.

3 Permítanme mostrarlo con un ejemplo numérico. Algunos datos primero. El EVP de butano a 20ºC es de 220kPa. La densidad del butano líquido es 2,48 kg / L

4 Considere un encendedor con un recipiente de combustible que tenga 6 cm de alto, 2 cm de ancho y 1 cm de profundidad, y que solo 1 cm de altura esté ocupado por butano líquido.

5 En estas circunstancias, la evaporación de solo 0,05 g de butano hará que la presión sea igual al EVP. Eso representa aproximadamente el 1% de la cantidad total de butano presente.

6 Si se reduce la presión dentro del recipiente, solo se evaporará una pequeña cantidad de butano líquido para compensar la presión, manteniéndola a EVP o por encima de esa temperatura. Como resultado, la mayoría del butano será líquido.