Sustancias Puras

UNIDAD 2:
PROPIEDADES DE SUSTANCIAS PURAS

Ing. Mario Arrieta

Sustancias Puras
Es una sustancia que tiene una composición química fija.
H2O, N2, He, CO2
Una sustancia pura no tiene que estar conformada por un solo elemento o
compuesto químico. Una mezcla de varios de estos también califica como una
sustancia pura siempre y cuando la mezcla sea homogénea. Ejemplo: el aire es
una mezcla de variosgases, que se considera como sustancia pura porque tiene
composición química uniforme.

Una mezcla de dos o mas fases de una sustancia pura se sigue considerando una
sustancia pura mientras la composición química de las fases sea la misma.
Ejemplo,
mezcla de hielo y agua liquida,
o mezcla de agua liquida y agua gaseosa.

Fases de una Sustancias Puras
@ Cond Ambientales T =60°F y P= 14,7 psia)Cu(s)
Hg(l)
N2 (g)
H2O(l)
H2O @ 100 °C y 1 atm Cambio de fase (ebullición)
H2O @ 0 °C y 1 atm cambio de fase (congelamiento)

Solido

Liquido

Gaseoso

Postulado de estado
El valor de la energía interna u no es directamente mensurable. Para todas las
propiedades no directamente mensurables se necesita un método para evaluarlas
en función de propiedades directamente mensurables, tales como P, Ty v.Para
desarrollar estas relaciones debe conocerse el número de propiedades
independientes necesarias para fijar o especificar el estado de un sistema bajo
condiciones dadas.
Por lo general, las relaciones funcionales entre propiedades se expresan en función
de propiedades intensivas.
Yo = F(y1, y2, …….,yn)
Yo= variable dependiente
Y1…. Yn= Variables independientes
El número de propiedadesindependientes exigidas para especificar
completamente el estado intensivo e intrínseco de una sustancia es
igual a 1 más el número de posibles modos de trabajo cuasiestático
relevantes.

Sistemas simples
un sistema simple es aquel en el que para modificar su estado intrínseco
sólo es relevante un único modo de trabajo cuasiestático. Tomando como base
el enunciado anterior del postulado de estado, puedeenunciarse como
postulado de estado para sistemas simples el siguiente:
El estado de equilibrio de una sustancia simple queda fijado especificando los
valores de dos propiedades intrínsecas independientes.

Un sistema simple compresible se define como aquel en
el que la única interacción de trabajo cuasiestático está
asociada con el cambio en su volumen (trabajo P dV).
Yo = F(y1,y2)

SuperficiePνT
Los estados de equilibrio de una sustancia simple compresible pueden
representarse como una superficie en un espacio tridimensional.
•Las fases sólida, líquida y gaseosa (vapor)
aparecen sobre la superficie como regiones.
•El estado en esas regiones monofásicas se
especifica mediante los valores de dos
cualesquiera de las tres propiedades P, v yT.
•Regiones monofásicas están separadas,
en lasuperficie, por regiones bifásicas que
representan los cambios de fase.
•Cualquier estado representado por un punto
sobre la línea de separación de una región
monofásica de otra bifásica se conoce como
estado de saturación.

Superficie PνT
•La línea curva que separa la región líquida de
la región líquido-vapor, línea a-m-c, se conoce
como línea de líquido saturado.
•Los estados representados sobre lacurva
c-n-b son estados de vapor saturado.
•El punto donde las líneas de líquido saturado y
de vapor saturado se juntan se llama punto
crítico. Las tres propiedades de interés
Pc, Vc,Tc.
(Una sustancia cuya temperatura sea mayor que su
temperatura crítica no será capaz de condensar a la
fase líquida, independientemente de cuán alta sea la
presión que se ejerce sobre ella.)

Superficie PνT
•Otroestado único de la materia. Está
representado por la línea paralela al plano Pv y
señalado como estado triple.
•Como el término implica, en este estado
coexisten en equilibrio las tres fases. El estado
triple, o punto triple en esta figura
corresponde al equilibrio entre un sólido
(estado d ), un líquido (estado a) y un gas
(estado b).

Diagramas P vs T
A la proyección de la superficie PvT...