Sustancias puras

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TERMODINAMICA

Ing. Oscar Vargas Antezana

Tema Nro. 2  Propiedades de las Sustancias Puras 
1. SUSTANCIA PURA Es la sustancia cuyas composiciones químicas están bien definidas. Es aquella sustancia de composición química definida − Agua H 2O − Aire − Nitrógeno N 2 − Helio He − Dióxido de carbono CO2 − Amoniaco HN 3 − Dióxido de Nitrógeno NO2 − Monóxido de carbono CO Tambiénes una mezcla homogénea (de una fase o de 2 fases) − Una sola fase → aire − 2 fases → hielo – agua − Gasolina (mezcla homogénea – sustancia pura) C8 H18 2. FASES DE UNA SUSTANCIA PURA FASES DE LAS SUSTANCIAS PURAS

SÓLIDO
Au

LÍQUIDO

GAS
N2

Hg
− Estructura ordenada − < fuerzas de atracción − > distancias intermoleculares

− Estructura Sólida − > fuerzas de atracción − < distanciasintermoleculares

− Estructura desordenada

Diego Arredondo

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PET – 206 P1 3. CAMBIOS DE FASE SÓLIDO F V S LIQUIDO

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Ing. Oscar Vargas Antezana

Sublimación

C GAS 3.1. Ebullición Es cuando la presión del líquido alcanza la presión atmosférica.
T ºC

Sublimación Inversa

Las propiedades se mantienen constantes

υ

m3

kg

LíquidoComprimido 2 Líquido Saturado Mezcla Saturada Líquido – Vapor Vapor Saturado Vapor Sobrecalentado (Sistema Cerrado)

Diego Arredondo

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VAPOR

1atm 20ºC
LÍQUIDO COMPRIMIDO

1atm 100ºC
+Ø LÍQUIDO SATURADO

H 2O
+Ø LATENTE 100ºC MEZCLA LÍQUIDO- VAPOR

1atm 100ºC
+Ø VAPOR SATURADO

1atm 20ºC
+ØVAPOR SOBRECALENTADO

4. DIAGRAMA DE PROPIEDADES 4.1. DIAGRAMA T Vs. V

4.2. DIAGRAMA P Vs. V

4.3. DIAGRAMA P Vs. T

Diego Arredondo

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5. TABLA DE PROPIEDADES ºC T 85 90 95

kPa
P

kg

νf

ν fg

m3

νg

ν f = volumen especifico del liquido ν g = volumen especifico del vapor ν fg = νf −ν g
T → Ps → ν P → T →ν

Diego Arredondo

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T ºC

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X = calidad o título de vapor Toma valores comprendidos entre 0 y 1 0 → sistema compuesto de líquido ( 0% )

1 → sistema compuento por vapor (100% )

υ

m3

kg

X=

mv mv = × 100 Calidad o título del vapor mt ml + mv

Estado VaporSobrecalentado Estado Líquido Comprimido T T ν ν U U h h P P 6. PROBLEMAS Un tanque rígido contiene 50kg de agua líquida saturada a 90ºC. Determine la presión en el tanque y el volumen de este. Datos m = 50kg T ºC T = 90º C Ps = ?

ν =?

Diego Arredondo

ν f = 0.001036 -5-

m3

kg

υ m 29/09/2008-UAGRM

3

kg

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V= 2 pies 3T = 90º C → Ps = 70.14kPa → ν f = 0.001036 m

3

kg

ν=

V m ⇒ V = ν * m = 0.001036 *50 kg m kg

3

V = 0.0518m3 Un dispositivo de cilindro – embolo contiene 2 pies 3 de vapor de agua saturado a 50psia de presión. Determine la temperatura del vapor y la masa del vapor dentro del cilindro.

Datos V = 2 pies 3 P = 50 psia T = ??

P psia

m = ??

ν g = 8.518

ft 3 blm

υm3

kg

Ps = 50 psia → T = 281.03º F → ν g = 8.518 ft

3

lbm

νg =

2 ft 3 V V ⇒m= = = 0.2348lbm ν g 8.518 ft 3 lbm m

Diego Arredondo

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Un tanque rígido contiene 10kg de agua a 90ºC. Si 8kg de agua están en la forma líquida y el resto en vapor determine: a) La presión del tanque Datos t = 90ºC m = 10kg
mv = 2kg ml = 8kg P = ?? V = ??

T ºC

ν f = 0.001036

m3

kg

ν g = 2.361

m3

υ
kg

m3

kg

VAPOR 10kg

H 2O

De tablas a 90ºC: P = 70.14kPa

ν f = 0.001036 m ν g = 2.361 m
3

3

kg

kg

b) El volumen del tanque

Diego Arredondo

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TERMODINAMICA V = V f + Vg

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V f = ν f...