Sustancia Pura Y Gaces Ideales

SUSTANCIA PURA Y GASES IDEALES

1.1.-FASE
Sustancia pura es aquella que tiene una composición homogénea e invariable independiente de la fase o fases en que se encuentre.
Cuando la sustancia presenta una composición física y química homogénea; se dice que está en una determinada fase.
Toda sustancia puede existir en por lo menos en 3 fases: sólido, líquido y vapor.
Los Cambios de faseentre sólido, líquido y vapor se muestran en la Figura
Una muestra de agua en la fase sólida, una mezcla de agua líquida, y hielo ó una mezcla de agua y vapor, son sustancias puras, puesto que cada una de las fases tiene la misma composición química: H2O. En cambio por ejemplo, el agua salada no es sustancia pura, ya que al producirse la evaporación, el vapor tendrá una composición diferente a lafase líquida.
Otro ejemplo, el aire, puede considerarse sustancia pura, siempre y cuando su composición sea uniforme y el análisis se refiere exclusivamente a la fase gaseosa; si uno de los elementos se condensa, en este caso el vapor de agua, la mezcla no podrá ser considerada sustancia pura debido a que el condensado tendrá una composición diferente a la mezcla original.
1.2.-CAMBIO DE FASE :LIQUIDO-VAPOR
Supongamos que tenemos el recipiente mostrado en la Fig. 2.2. Inicialmente en el estado (1), la sustancia se encuentra en la fase líquida a una temperatura T1 .

El recipiente está cerrado por su pistón sin fricción, de tal forma que la presión se mantiene en todo momento constante e igual a la atmosférica.
Al transferirse calor, la temperatura del agua comenzará aincrementarse; pero esto ocurrirá hasta el momento en que aparezca la primera partícula de vapor, en que se alcanza la temperatura de evaporación, conocida también como temperatura de cambio de fase o TEMPERATURA DE SATURACIÓN.

A partir de este instante y hasta que finalice la evaporación la temperatura permanecerá constante. cualquiera sea el flujo de calor transferido, siempre y cuando la presiónsea constante. (en este caso la atmosférica).
En la Fig. 2.2 el estado (2) representa el inicio de la evaporación y el estado (3) el fin de la misma. Durante la evaporación la temperatura se mantiene invariable.
T2 = T3 = TEMPERATURA DE SATURACIÓN.
Cabe señalar que a partir del momento en que comienzan a aparecer las primeras partículas de vapor, el volumen comienza a incrementarse más quecuando solo se tenía el líquido; esto por el mayor valor del coeficiente de expansión del vapor comparado con el del líquido.
La temperatura se mantendrá constante hasta que desaparezca las últimas partículas de líquido, de seguir transmitiéndose calor al recipiente, el sistema comenzará nuevamente a incrementar su temperatura, hasta alcanzar el estado (4).

Si repetimos el experimento a unapresión pa > patm , colocando un peso adicional sobre el pistón, observaremos que en este caso la evaporación tendrá lugar a una temperatura mayor que en el caso anterior; y si la experiencia hubiese sido hecha a una presión pb menor que la atmosférica notaríamos que para dicho caso la temperatura de saturación sería menor.
En conclusión:
"La temperatura de saturación depende de la presión. Amayor presión, mayor es la temperatura de saturación y; viceversa".
Esto llevado nuevamente a un plano T-v se mostrará las diferentes zonas que se presentarían

En el estado 1 el líquido se encuentra a una temperatura menor que la temperatura de saturación. A este líquido se le conoce como:
LIQUIDO SUB-ENFRIADO ó LIQUIDO COMPRIMIDO.
En el estado (2), el líquido se encuentra a latemperatura de saturación, se le llama:
LIQUIDO SATURADO
En el estado (3), el vapor se encuentra a la temperatura de saturación, se le llama:
VAPOR SATURADO.
En el estado (4) el vapor se encuentra a una temperatura mayor que la de saturación, se le denomina:
VAPOR SOBRECALENTADO.

En un diagrama presión-temperatura el proceso analizado estaría representado por la línea horizontal 1-2-3-4; siendo...