Comportamiento de sustancias puras

Comportamiento de las sustancias puras.

Una sustancia pura puede modificar su estado de agregación al modificar sus variables termodinámicas. Esto implica un cambio de comportamiento, a menudodifícil de reproducir por medio de ecuaciones de estado sencillas.
Por medio de una superficie tridimensional representada en las coordenadas p-v-T es posible describir el conjunto de los posiblesestados termodinámicos de una sustancia. Dichas superficies son distintas para cada sustancia, y en ellas se distinguen las regiones propias de cada fase: sólida (S), líquida (L) y gaseosa (G).También se distinguen las regiones en las que coexisten varias fases, como la campana de saturación, en la que coexisten las fases líquida y gaseosa. Se representan igualmente en la figura 3.1 lasproyecciones p-v y p- T, de gran utilidad.

Superficie de posibles estados de una sustancia pura, y proyecciones

Como puntos característicos de esta superficie se encuentra el punto triple (PT), dondecoexisten las tres fases, y que aunque en el diagrama tridimensional es una línea, se le llama punto triple por ser un punto al proyectarse sobre el plano p-T, y el punto crítico (PC), extremo superiorde la campana de saturación. Por encima de éste, está la región fluida, donde el fluido, en condiciones supercríticas, pasa de gas a líquido sin un tránsito claramente distinguible. Las líneas quelimitan la campana a ambos lados son la línea de líquido saturado y la de vapor saturado.
Puede observarse que durante los cambios de fase las líneas isotermas (algunas de ellas representadas en lafigura) son también isóbaras, siendo el volumen la única coordenada que se modifica. Debido a esto, las superficies de cambio de fase se convierten en líneas (de vaporización-condensación, defusión-congelación y de sublimación) en el diagramap-T.
Existen algunas excepciones al comportamiento general, como el caso del agua, y de otras sustancias como el bismuto, germanio o galio, que se dilatan...