Mezclas Puras
Páginas: 11 (2621 palabras)
Publicado: 13 de octubre de 2012
Una sustancia " pura" es aquella que tiene una composición química homogénea e invariable. Puede existir en más de una fase, pero su composición química es la misma en todas las fases.
Ejemplo:
· El agua líquida , una mezcla de agua líquida y vapor de, o una mezcla de hielo y agua líquida son todas sustancias puras y para cada fase tienen la misma composición química.
· Una mezcla deaire líquido y aire gaseoso, no es una sustancia pura , puesto que la composición de la fase liquida es diferente de la fase vapor.
Nota: Algunas veces, una mezcla de gases como es el aire, se considera como una substancia pura, mientras no sufra un cambio de fase.
1. GAS IDEAL
Una mol es una cantidad de sustancia que tiene una masa numéricamente igual a su peso molecular. Un g mol deoxígeno, por ejemplo, sería 32.000 g y 1 lbm mol serían 32.000 lbm. Se designa el peso molecular con M y el número de moles con h. La masa m de sustancia es, por tanto,
m = nM
La masa por molécula se designa por M de tal manera que la masa por mol es
m/n = M*No = M
en donde No es el número de moléculas por mol. También se le conoce como el número de Avogadro y el igual a 6.023 X 1023moléculas/g mol.
Cualquier ecuación que relacione la presión, la temperatura y el volumen específicos de una sustancia se denomina ecuación de estado. La ecuación de estado más simple y conocida para sustancias en la fase gaseosa es la de gas ideal. Esta ecuación predice el comportamiento P-v-T de un gas con bastante exactitud, dentro de cierta región elegida adecuadamente. Las palabras gas yvapor a menudo se utilizan como sinónimos. La fase de vapor de una sustancia suele considerarse como un gas cuando su temperatura es más alta que la temperatura crítica. El vapor implica a un gas que no se encuentra muy alejado del estado de condensación. A partir de observaciones experimentales se ha establecido que el comportamiento, según las propiedades P, v y T, de gases a baja densidad, estarepresentado muy aproximadamente por la siguiente ecuación de estado.
Pv = RgT
en donde, Rg = Ru/M.
en que Rg del gas, M el peso molecular y Ru es la constante universal de los gases. El valor de Ru depende de las unidades elegidas para P, v y T. Los valores que se usarán más frecuencia en este texto son: Ru = 848 kgf m/kgmol ºK = 1545 pies lbf/lbmol ºR = 1.987 Btu/lbmol ºR|[pic] |
Fig.#10. Diferentes sustancias tienen diferentes constantes de gas.
2. SUSTANCIAS SIMPLES COMPRESIBLES.
Flujo Compresible.
Es cuando el Número de mach es mayor que " 0.3" por lo cual se presenten variaciones apreciables de densidad. Cuando ocurre lo anteriorquiere decir que las variaciones de las presiones y temperaturas también son significativas. Esas grandes variaciones de temperatura implica que las ecuaciones de la energía siguientes no se pueden despreciar:
1.- Ec. de continuidad
2.- Ec. de Cantidad de Movimiento
3.- Ec. de la energía
4.- Ec. de estado
Estas ecuaciones se resuelven simultáneamente para obtener las cuatro incógnitassiguientes:
1.- Presión
2.- Densidad
3.- Temperatura
4.- Velocidad
Nota: Se supone flujo adiabatico reversible ó isoentrópico y que la Velocidad es del mismo orden de magnitud que la velocidad del sonido.
2.1 DEFINICIONES FUNDAMENTALES.
Hay varias situaciones prácticas en que dos fases de una sustancia pura coexisten en equilibrio. El agua existe como una mezcla de líquido y vaporen la caldera y en el condensador de una central termoeléctrica. En vista de que es una sustancia común, se empleará el agua para demostrar los principios básicos. Recuerde que en todas las sustancias puras se observa el mismo comportamiento general.
· Líquido comprimido y líquido saturado.
Considere un dispositivo de cilindro-émbolo que contiene agua líquida a 20 ºC y 1 atm de presión...
Ejemplo:
· El agua líquida , una mezcla de agua líquida y vapor de, o una mezcla de hielo y agua líquida son todas sustancias puras y para cada fase tienen la misma composición química.
· Una mezcla deaire líquido y aire gaseoso, no es una sustancia pura , puesto que la composición de la fase liquida es diferente de la fase vapor.
Nota: Algunas veces, una mezcla de gases como es el aire, se considera como una substancia pura, mientras no sufra un cambio de fase.
1. GAS IDEAL
Una mol es una cantidad de sustancia que tiene una masa numéricamente igual a su peso molecular. Un g mol deoxígeno, por ejemplo, sería 32.000 g y 1 lbm mol serían 32.000 lbm. Se designa el peso molecular con M y el número de moles con h. La masa m de sustancia es, por tanto,
m = nM
La masa por molécula se designa por M de tal manera que la masa por mol es
m/n = M*No = M
en donde No es el número de moléculas por mol. También se le conoce como el número de Avogadro y el igual a 6.023 X 1023moléculas/g mol.
Cualquier ecuación que relacione la presión, la temperatura y el volumen específicos de una sustancia se denomina ecuación de estado. La ecuación de estado más simple y conocida para sustancias en la fase gaseosa es la de gas ideal. Esta ecuación predice el comportamiento P-v-T de un gas con bastante exactitud, dentro de cierta región elegida adecuadamente. Las palabras gas yvapor a menudo se utilizan como sinónimos. La fase de vapor de una sustancia suele considerarse como un gas cuando su temperatura es más alta que la temperatura crítica. El vapor implica a un gas que no se encuentra muy alejado del estado de condensación. A partir de observaciones experimentales se ha establecido que el comportamiento, según las propiedades P, v y T, de gases a baja densidad, estarepresentado muy aproximadamente por la siguiente ecuación de estado.
Pv = RgT
en donde, Rg = Ru/M.
en que Rg del gas, M el peso molecular y Ru es la constante universal de los gases. El valor de Ru depende de las unidades elegidas para P, v y T. Los valores que se usarán más frecuencia en este texto son: Ru = 848 kgf m/kgmol ºK = 1545 pies lbf/lbmol ºR = 1.987 Btu/lbmol ºR|[pic] |
Fig.#10. Diferentes sustancias tienen diferentes constantes de gas.
2. SUSTANCIAS SIMPLES COMPRESIBLES.
Flujo Compresible.
Es cuando el Número de mach es mayor que " 0.3" por lo cual se presenten variaciones apreciables de densidad. Cuando ocurre lo anteriorquiere decir que las variaciones de las presiones y temperaturas también son significativas. Esas grandes variaciones de temperatura implica que las ecuaciones de la energía siguientes no se pueden despreciar:
1.- Ec. de continuidad
2.- Ec. de Cantidad de Movimiento
3.- Ec. de la energía
4.- Ec. de estado
Estas ecuaciones se resuelven simultáneamente para obtener las cuatro incógnitassiguientes:
1.- Presión
2.- Densidad
3.- Temperatura
4.- Velocidad
Nota: Se supone flujo adiabatico reversible ó isoentrópico y que la Velocidad es del mismo orden de magnitud que la velocidad del sonido.
2.1 DEFINICIONES FUNDAMENTALES.
Hay varias situaciones prácticas en que dos fases de una sustancia pura coexisten en equilibrio. El agua existe como una mezcla de líquido y vaporen la caldera y en el condensador de una central termoeléctrica. En vista de que es una sustancia común, se empleará el agua para demostrar los principios básicos. Recuerde que en todas las sustancias puras se observa el mismo comportamiento general.
· Líquido comprimido y líquido saturado.
Considere un dispositivo de cilindro-émbolo que contiene agua líquida a 20 ºC y 1 atm de presión...
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