vapor
2º ING MARINA / ING. NAUTICA
TEMA 3
VAPOR DE AGUA
3.1
SUSTANCIAS PURAS
3.2
FASES DE UNA SUSTANCIA
3.3
CAMBIO DE FASE DE UNA SUSTANCIA PURA
3.4
DIAGRAMA DE PROPIEDADES EN LOS PROCESOS DE CAMBIO FASE
3.5
VAPORIZACIÓN
3.6
CALORES EN LA VAPORIZACIÓN
1
SISTEMAS PRINCIPALES Y AUXILIARES
2º ING MARINA / ING. NAUTICA3.1 SUSTANCIA PURA.
Una sustancia pura es una sustancia que tiene una composición uniforme. Así, a la
sustancia que está constituida de un solo elemento también se le denomina pura.
Por el contrario, si una sustancia estuviera mezclada con otras se le denominaría
sustancia compuesta.
No todo es blanco o negro. Algunas sustancias compuestas las tratamos como si
fueran puras, sólo cuandola composición química de las mismas es uniforme.
Ejem. : El aire ( N 2 + O 2 + H 2 + ...)
La proporción de los elementos se mantiene constante.
Si mezclamos dos o más fases de una sustancia pura, el resultante también será un
sustancia pura.
Ejem. : Hielo + agua (tienen la misma composición) Sustancia pura
Aire líquido + Aire gas (no tienen la misma composición) No es Sustancia
pura3.2 FASES DE UNA SUSTANCIA PURA.
Se le denomina fase a la porción de materia que tiene una estructura física y
equilibrio químico homogéneos.
En función de la unión de las moléculas tendremos tres fases:
FASE SÓLIDO
-
Tres dimensiones.
-
Las distancias entre las moléculas son muy pequeñas.
-
Las fuerzas cohesivas son muy intensas.
-
La pequeña oscilación quetienen las moléculas es función de la temperatura.
-
Cuando la temperatura rebasa un valor crítico , las moléculas pueden
separarse.
FASE LÍQUIDO
-
Las distancias que existen entre las moléculas conservan un valor fijo pero ya
no se encuentran en un lugar concreto.
-
Los grupos de moléculas se mueven unos alrededor de otros.
2
SISTEMAS PRINCIPALES Y AUXILIARES
-
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El espacio intermolecular es un poco mayor que el de los sólidos.
FASE GAS
-
No existe el orden molecular y están muy alejadas unas moléculas de otras.
-
Son pequeñas las interrelaciones entre moléculas de poca densidad.
-
Las moléculas tienen un nivel energético más añto que los de sólidos y
líquidos. Por esta razón, un gas tiene que liberar unamayor energía para
poder congelarse o o condensarse.
3.3 CAMBIO DE FASE EN UNA SUSTANCIA PURA.
1.- El líquido comprimido o
el líquido subenfriado es
aquel estado que aunque suba la temperatura
no se
evapora.
H 2 O (20 ºC, 1 atm)
↓
Calentar ( 40 ºC, 1 atm)
El agua se expansiona. El émbilo asciende un poco.
↓
Calentar ( 100 ºC , 1 atm)
El agua es líquida, aunque tengacualquier pequeña subida de calor, se evapora
sólo un poquito.
2.- Líquido saturado es aquel que está apunto de ebullir
↓
Empieza a ebullir.
El incremento de temperatura (∆T) se detienehasta que se
evapora todo mientras la presión permanece constante.
El aumento del volumen es muy grande.
3.-En el punto nº 3 la cantidad de vapor y de líquido serán las mismas.
↓
Seguiremos calentando hastaevaporar todo. Cualquier pérdida de calor, por muy
pequeña que fuera, haría que se condensara la primera gota de líquido.
4.- Vapor saturado es aquel que está a punto de condensarse.
↓
3
SISTEMAS PRINCIPALES Y AUXILIARES
2º ING MARINA / ING. NAUTICA
Tanto el líquido como el vapor en la mezcla, se encontrarán en situación de
equilibrio.
↓
Después de finalizar el cambio de fase,seguiremos aportando calor. Entonces, la Tª
y el volumen específico aumentarán.
Vapor ( 350 º C,
1 atm)
5.- Vapor sobrecalentado es aquel que aunque sufra un descenso de temperatura no
condensa.
Si repitiéramos el experimento que acabamos de realizar pero al revés (enfriando el
agua a 1 atm), el agua volvería por el mismo camino hasta el punto nº 1.
La cantidad de calor que tendremos...
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