ingeniron

III.- CAMPOS DE INTERÉS

Lección 14ª: Cambios de Fase
1.- Introducción .............................................................................................................................................. 2
2.- Condiciones generales de equilibrio de los sistemas heterogéneos multicomponentes:
Teorema de Gibbs..................................................................................................................................... 2
3.- Regla de las Fases .................................................................................................................................... 4
4.- Clasificación de los cambios de fase .................................................................................................. 5
5.- Ecuaciones que gobiernan loscambios de fase de primer orden:
a) Fórmula de Clapeyron ........................................................................................................... 8
b) Ecuación de Clausius ............................................................................................................ 9
6.- Superficies pVT..................................................................................................................................... 11
7.- Ecuaciones que gobiernan los cambios de fase de segundo orden ................................................... 11
8.- Estudio particular de algunas transiciones de fase:
a) Orden-Desorden .......................................................................................................................... 12
b)Para-Ferromagnético ................................................................................................................. 12
c) Para-Ferroeléctrico ..................................................................................................................... 13
d) Conductor-Superconductor........................................................................................................ 13
e) He I – He II ................................................................................................................................... 14

PROBLEMAS .............................................................................................................................................. 16

Lección 14ª.- Cambios de Fase
2¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
1.- Introducción
Hasta ahora hemos trabajado preferentemente con sistemas homogéneos (una fase) y
monocomponentes. En esta lección vamos a abordar, en primer lugar, el análisis de sistemas
heterogéneos (varias fases) multicomponentes con el objetivo fundamental de establecer las
condiciones generales de equilibrio de este tipo de sistema (Teorema de Gibbs y Regla de las Fases).
Estos resultadosprevios nos marcarán el camino para iniciar el estudio de los “Cambios de Fase”, que
constituirá el objeto del resto de la lección y que es uno de los temas más importantes de la
Termodinámica.
Conviene traer a la memoria en este momento que se denominan sistemas heterogéneos a
aquellos que están constituidos por partes físicamente homogéneas (fases) de forma que se producen
discontinuidadesen algunas de sus propiedades al pasar de unos a otros. Conviene recordar que no hay
que confundir “fase” con “estado de agregación”. Así distinguimos tres estados de agregación —sólido,
líquido y gaseoso— mientras que en un mismo estado de agregación se pueden dar muchas fases
diferentes. Recordemos que uno de los sistemas más comunes en la Tierra como es el agua, en estado
sólido se puedepresentar en, al menos, trece fases bien definidas y muy probablemente existan más a altas
presiones.
De igual forma, recordemos que se denomina componente de un sistema heterogéneo a cada una
de las especies químicas puras diferentes, necesarias para determinar la composición de cada una de las
fases que integran el sistema.
La materia puede...