Ingenieria

Instituto Politécnico Nacional
ESIME Unidad Ticoman
Termodinámica y Principios de Transferencia de Calor

Unidad II: Vapores
2.1. SUSTANCIA PURA 2.2. FASES DE UNA SUSTANCIA PURA 2.3. PROCESOS DE CAMBIOS DE FASE DE UNA SUSTANCIA PURA 2.4. PRESIÓN DE VAPOR Y EQUILIBRIO DE FASE. 2.5. TABLAS DE PROPIEDADES

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2.1. SUSTANCIA PURA Sustancia pura: es una sustancia que tiene composición química fija. Ejemplo: Agua, nitrógeno, helio, dióxido de carbono. Una sustancia pura no tiene que estar conformada por un solo elemento o compuesto químico, también puede ser una mezcla de diferentes elementos siempre que la mezcla sea homogénea. Ejemplo: Aire.- es una mezcla de variosgases pero con frecuencia se considera una sustancia pura ya que tiene una composición química uniforme. Sin embargo una mezcla de agua y aceite no es una sustancia pura ya que el aceite no es soluble en el agua por lo que se acumula en la superficie y se forman dos superficies químicamente distintas. Mezcla de hielo y agua si lo es. Una mezcla de dos o más fases de una sustancia pura se sigueconsiderando una sustancia pura mientras la composición química de las fases sea la misma. Ejemplo una mezcla de hielo y agua líquida. 2.2. FASES DE UNA SUSTANCIA PURA. Se tienen 3 fases principales:    Solida Liquida Gaseosa

FASE: es un arreglo molecular particular homogéneo en todas sus partes y que se separa de las demás por medio de superficies fronteras fácilmente identificables.Ejemplo: las dos fases del agua.

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2.3. PROCESOS DE CAMBIO DE FASE DE SUSTANCIAS PURAS. Hay varias situaciones prácticas en que dos fases de una sustancia pura coexisten en equilibrio. Ejemplo.  El agua existe como mezcla de líquido y vapor en una caldera o en el condensador deuna central termoeléctrica. El refrigerante pasa de líquido a vapor en el congelador de un refrigerador.



Se empleara el agua para demostrar los principios básicos. En todas las sustancias puras exhiben el mismo comportamiento general.

Líquido comprimido y líquido saturado Se considera un dispositivo de cilindro embolo a una temperatura inicial de 20ºC y una presión inicial de 1 atm.Tenemos el estado 1

A1 atm y 20º C, el agua existe en la fase liquida y a esto se denomina como liquido comprimido o liquido subenfriado.

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Se transfiere calor y a medida que la temperatura aumente se expande un poco, se sigue trasfiriendo calor hasta alcanzar los 100ºC y sellega al estado 2.

A 1 atm de presión y 100º C, el agua existe como un líquido que está listo para evaporarse y lo denominamos líquido saturado.

Vapor Saturado y Vapor Sobrecalentado Se continúa transfiriendo calor y una vez que empieza la ebullición del agua el aumento de temperatura se detiene hasta que se evapora todo el líquido.

Casi a la mitad de la línea de evaporización llegamosal Estado 3

A medida que se transfiere más calor, parte del líquido saturado se evapora y lo denominamos mezcla saturada de liquido-vapor.

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Cualquier cantidad de calor que pierda el vapor hará que se condense (cambio de Fase de vapor a liquido) y un vapor que esta apuntode condensarse lo denominamos Vapor Saturado

A 1 atm de presión, la temperatura permanece constante a 100º C hasta que se evapora la última gota de liquido (vapor saturado).

Si se transfiere mas calor da como resultado un aumento de temperatura y de volumen específico y por consiguiente la temperatura del vapor empieza a aumentar este es el estado 5 y se le denomina vapor sobrecalentado....