Sustancias puras

2. PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS

Objetivo conocer y estudiar el concepto de sustancia, mezclas, fases, cambio de fases y propiedades de una sustancia.

1. Sustancia pura es aquella que tiene mas condiciones químicas fijas por ejemplo agua, helio, nitrógeno, dióxido de carbono.
Una mezcla de varias sustancias puras se puede catalogar como tal, pero si están en estado homogéneo.2. Una fase es un arreglo molecular diferente, homogéneo en todas sus partes y que separa de las otras fases por fronteras identificables por las condiciones de estado por ejemplo: el agua a temperatura ambiente es líquida pero si la Temperatura aumenta se convierte a gas y si la temperatura baja se convierte a sólido

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3. Cambio de fase : desde el punto de vista termodinámico paraestudiar los cambios de fase no es indispensable conocer la estructura molecular de una sustancia, pero si es muy útil entender el fenómeno molecular que se da en cada fase. Por ejemplo:
• Los enlaces fuertes se dan en los sólidos y los más sencillos se dan en un gas
• Las fuerzas intermolecuales se dan mas fuertes en un sólido que en un gas
• La energía interna se damayor en los gases después en los líquidos y por último los sólidos

Análisis, Antes de condensar un gas porqué se debe liberar una gran cantidad de energía.

4. PROCESOS DE CAMBIO DE FASE DE UNA SUSTANCIA

Existen varias situaciones prácticas en que dos fases de una sustancia pura existen en equilibrio. Por ejemplo:
• En un condensador agua (liquida) y agua (vapor)• En un refrigerador agua (solidad) y agua (liquida)

5.LÍQUIDO COMPRIMIDO o SUB ENFRIADO
Por ejemplo cuando se tiene agua a temperatura de 20C y presión de una atmósfera, el agua estará en estado líquido, ahora si se pasa a un pistón y se comprime continuara en estado líquido o subenfriado, es decir que no se logrará el punto de evaporación

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6. LIQUIDO SATURADOSustancia que esta a punto de evaporarse, es decir se presenta pequeñas trazas de vapor y gran cantidad de fase líquida
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7. VAPOR SATURADO
Sustancia que se encuentra en vapor pero que esta a punto de condensar, es decir que se encuentra una mezcla de gas y líquido
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VAPOR SOBRECALENTADO
Es aquella sustancia en la cual a pesar de que disminuya la temperatura no condensa.[pic]

Este proceso se da a presión constante con variación de temperatura yen un diagrama de temperatura vs presión se puede representar de la siguiente forma:

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9. DIAGRAMAS DE CAMBIO DE FASE
Las variaciones en las propiedades de una sustancia durante los cambios de fases, se estudian y comprenden mejor en los diagramas de fases, algunos diagramas de fase son porejemplo:

( T – V, P- V, y P-T )

9.1 Diagrama T- V

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El proceso de calentamiento de agua realizado a una presión atmosférica se puede graficar realizando una variación en la presión, obteniendo el grafico ( T – V)
En este diagrama se puede observar lo siguiente:
A) La temperatura de ebullición es alta
B) Volumen de liquido saturado es menor
C) Volumen de vaporsaturado es menor

Tanto es así, que los tramos de volumen específico de líquido saturado y vapor saturado se encontraran formando un punto, denominado el punto crítico.
Este punto crítico ocurre para el agua a 22,09 Mpa y es donde el volumen de líquido saturado y vapor saturado son idénticos, es aquí donde la presión y la temperatura reciben el nombre .temperatura crítica, Tc, presión críticaPc, volumen crítico Vc….

Ver tablas de valores de propiedades críticas de algunas sustancias…

Nota: a presiones mayores de la crítica no existirá cambió ni distribución de fase y no se distingue el aumento de volumen específico.

9.2 Diagrama P – V
Este diagrama es similar al (T- V), pero las líneas constantes de temperatura presentan tendencias hacia abajo, y el procesos es similar si...