Termo dinamika

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mo· Líquido comprimido y líquido saturado.

Considere un dispositivo de cilindro-émbolo que contiene agua líquida a 20 ºC y 1 atm de presión (estado 1). En estas condiciones el agua existe en fase líquida y se denomina líquido comprimido o líquido subenfriado, lo que significa que no está a punto de evaporarse. El calor se transfiere al agua hasta que su temperatura aumenta a, por ejemplo, 40ºC. A medida que aumente la temperatura, el agua líquida tendrá cierta expansión y, por ello, aumentará su volumen específico. Como respuesta a esta expansión, el émbolo se moverá ligeramente hacia arriba. Durante este proceso la presión en el cilindro permanece constante en 1 atm, ya que depende de la presión barométrica exterior y del peso del émbolo, que son constantes. En este estado el aguasigue siendo líquido comprimido, puesto que no ha comenzado a evaporarse. Conforme se transfiere más calor, la temperatura aumentará hasta que alcance 100 ºC (estado 2). En este punto el agua sigue siendo un líquido pero cualquier adición de calor, no importa cuán pequeña, ocasionará que un poco de líquido se evapore. Está por suceder un proceso de cambio de fase, de líquido a vapor. Un líquido queestá a punto de evaporarse recibe el nombre de líquido saturado. En consecuencia, el estado 2 corresponde al de un líquido saturado.

· Vapor saturado y vapor sobrecalentado.

Una vez que empiece la ebullición, el aumento de temperatura se detendrá hasta que el líquido se evapore por completo. La temperatura permanecerá constante durante todo el proceso de cambio de fase, se la presión semantiene constante. Durante un proceso de evaporación (ebullición), el único cambio observable es un gran aumento en el volumen y disminución estable en el nivel del líquido, como resultado de una mayor cantidad de líquido convertido en vapor. Cuando esté a la mitad de la línea de evaporación (estado 3), el cilindro contendrá cantidades iguales de líquido y vapor. Conforme añada calor, el proceso deevaporación continuará hasta que la última gota de líquido se evapore (estado 4). En ese punto, el cilindro se llena por completo con vapor que superó la frontera de la fase líquida. En este momento cualquier pérdida de calor sin importar qué tan pequeña sea, provocará que se condense un poco de vapor (cambio de fase de vapor a líquido). Un vapor a punto de condensarse recibe el nombre de vaporsaturado. Por tanto, el estado 4 es un estado de vapor saturado. Una sustancia en estados entre el 2 y el 4 se conoce como una mezcla saturada de líquido - vapor, debido a que las fases líquida y de vapor coexisten en equilibrio en estos estados. Una vez que el proceso de cambio de fase termina, se alcanza una región de una sola fase (en este caso de vapor), y una transferencia adicional de calorresultará en un aumento tanto de la temperatura como del volumen específico. En el estado 5 la temperatura del vapor es, por dar algún valor 300 ºC, si transferimos algo de calor del vapor, la temperatura descenderá un poco pero no ocurrirá condensación mientras la temperatura permanezca sobre 100 ºC (en P = 1 atm). Un vapor que no está a punto de condensarse (es decir, no es vapor saturado) sedenomina vapor sobrecalentado. Por tanto, el agua en el estado 5 es un vapor sobrecalentado.
Si todo el proceso anterior se invierte enfriando el agua mientras se mantiene la presión en el mismo valor, el agua retornará al estado 1, por la misma trayectoria, y la cantidad de calor liberada será exactamente igual a la cantidad de calor agregada durante el proceso de calentamiento. En la vida diaria elagua implica agua líquida, y el vapor, vapor de agua. En termodinámica, tanto el agua como el vapor significan sólo una cosa: H20.

Diferencia entre
Punto crítico
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Un típico diagrama de fase. La curva roja muestra la variación de la temperatura de sublimación de una sustancia. La curva verde marca la variación del punto...
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