Infografia Sustancias puras y propiedades Reynaldo C.

SUSTANCIAS PURAS-PROPIEDADES

Toda sustancia que tiene su composición química homogénea e invariante

La sustancia pura puede presentarse en distintas fases: sólido, líquido y gaseosa. Dependiendo de los valores de presión y temperatura una sustancia puede estar como sólido, líquido o vapor o presentarse en dos o tres fases a la vez

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Ejemplo: el agua, el nitrógeno, el oxígeno, el amoníaco y muchos más

Cambio de Fase.

El agua existe como líquido y vapor dentro de una olla de presión. El agua sólida o hielo a la temperatura y presión normales del ambiente comienza su proceso de condensación. A pesar de que todas las fases de las sustancias son importantes, solo se estudiarán las fases líquido y vapor y su mezcla.

Temperatura y Presión de Saturación. La temperatura y presión de saturación son aquellas en donde ocurre la ebullición de una sustancia pura. Para una presión de saturación existe un único valor de temperatura de saturación y viceversa. Para el agua, a una presión de 101.35 KPa la temperatura de saturación es 100ºC. En sentido inverso, a una temperatura de 100ºC la presión de saturación es 101.35 KPa. La gráfica de Psat contra Tsat da una curva característica para cada sustancia pura y se conoce como curva de saturación de líquido-vapor.

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Diagramas de Estados y Diagrama de Fase. Los diagramas de estado permiten representar los distintos cambios de estado que experimentan las sustancias. Estos son los diagramas P-v y T-v. El diagrama de fase únicamente representa las tres fases para cualquier sustancia. T

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Diagrama Temperatura versus volumen (Diagrama T-v) El diagrama T-v se obtiene de la proyección de la superficie PvT (Figura 2) en el plano T-v. La proyección resultante sobre un plano paralelo a los ejes T-v

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Figura T-v de una sustancia pura

Superficie P-v-T de una sustancia que se expande al congelarse (como el agua).

Los estados de líquido saturado pueden conectarse mediante una línea, línea de líquido saturado, y los estados de vapor saturado en la misma figura pueden conectarse mediante la línea de vapor saturado.

En los diagramas P-v o P-T, estos estados de fase triple forman la línea triple. Los estados de una sustancia sobre la línea triple tienen la misma presión y temperatura, pero diferentes volúmenes específicos. La línea triple aparece como un punto sobre los diagramas P-T y, por tanto, suele denominarse punto triple.

Diagrama P-v de una sustancia pura.

Tanto en el diagrama T-v como en el diagrama P-v las regiones de una y dos fases aparecen como áreas. La línea de líquido saturado representa los estados de la sustancia tales que cualquier adición infinitesimal de energía a la sustancia a presión constante cambiará una pequeña fracción de líquido en vapor

SAM

SOM

Importancia de las propiedades P - v - T : Es una herramienta indispensable para el estudio de los ciclos que se llevan a cabo con fluidos condensables, Propiedades directamente mensurables, que servirán de base para conocer el valor de otras propiedades no mensurables directamente como U, H ó S

Diagrama P-T de una sustancia pura

Propiedades independientes de una sustancia pura Si la sustancia está en una sola fase Dos propiedades son independientes (Ej. T y P) , el resto queda fijado. Si la sustancia está en dos fases (vapor húmedo) T y P no son independientes ya que Tsat = f (Psat). Además de T ó P debe fijarse “x” ó “v”.

El diagrama P-T de una sustancia pura, llamado diagrama de fase puesto que las tres fases se separan entre sí mediante tres líneas.

La proyección de la superficie PvT de una sustancia sobre el plano P-T. La línea de sublimación separa las regiones sólida y de vapor, la línea de vaporización divide las regiones líquida y de vapor, y la líneade fusión separa las regiones sólida y líquida. Estas tres líneas convergen en el punto triple, donde las tres fases coexisten en equilibrio.

TABLAS DE PROPIEDADES P - v - T para el agua. (WARK-RICHARDSON)

TABLAS DE PROPIEDADES P – V - T para el agua

TABLAS DE PROPIEDADES P – V - T para el agua

TABLAS DE PROPIEDADES P – V - T para el agua

Reynaldo Miguel Camacho perez

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