2 TERMOT SUSTANCIAS PURAS 2010 11

2_SUSTANCIAS PURAS




2.1 SUSTANCIAS PURAS Y FASES


2.2 CAMBIOS DE FASE, DIAGRAMAS


2.3 TABLAS



2.4 ECUACIONES DE ESTADO



2.5 CARTAS
SUSTANCIAS PURAS Y FASES Sustancia pura: la que tiene una composición química uniforme

Ejemplos: sustancias con un solo tipo de moléculas o mezclas uniformes


Agua, nitrógeno, germanio, oro, dióxido de carbono, ... Aire


Ojo con las fases encoexistencia o la falta de uniformidad por la presencia de campos externos

Fases: fluidas (gas y líquido) y sólida






••











¿Diferencias? Densidad y orden ¿Otras fases?
DIAGRAMAS

p


p



•


v

•

T






T
















v
NOMENCLATURA

Punto crítico


T
Liquido


(p de saturación de




•
la T de saturación)


saturado














Isobara p

T de saturación


Vapor


•
•
sobresaturadoLíquido comprimido


Vapor saturado




Mezcla saturada
Línea de





vapor


••


saturado





vg


Sólido






Línea de




líquido




saturado





vf
v





















zona de líquido comprimido







zona de vapor sobresaturado




zona de mezcla de líquido y vapor saturados
















Gas Flüssig
COMPORTAMIENTO RESPECTO A LA SATURACION
T




p constante

• •







p

Tconstante



••






























v


••



p(vapor) < psat
a T fija







T(vapor) > Tsat
a p fija







V(vapor) > vg a p o T fija



•
•
p(líquido) > psat
a T fija
















T(líquido) < Tsat
a p fija







v(líquido) < vf
a p o T fija





v














EL AGUA: CASO EXCEPCIONAL


DATOS DEL AGUA



vcr=0.003155m3/Kg



Tcr=374.14ºC













T=100ºC




Ttr=0.01ºCv=0.001044m3/Kg
T




pcr=22.09 MPa
v


p=101 kPa












ptr=0.6113 kPa








v=1.67m3/Kg

densidad=0.00059gr/cm3







v=0.0010002m3/Kg

v=0.00109m3/Kg

vtr=206.14m3/Kg
densidad=1gr/cm3
densidad=4.9x10-6 gr/cm3
DIAGRAMA pT


p
fluido





•Punto crítico

Sólido


Vapor, gas

•
Curva de saturación

Punto triple
líquido vapor





T



Ebullición del agua con la altura





ppcr=22.09 MPa























•
Tcr=374.14ºC














p=101 kPa

•















ptr=0.6113 kPa





















T















Ttr=0.01ºC
















T=100 ºC


metros
kPa
ºC



0
101,33
100,0



1000
89,55
96,3



2000
79,50
93,2



5000
54,05
83,0



10000
26,50
66,2



20000
5,53
34,5



2.3 TABLAS
¿TABLAS? ¿Para qué? pV=nRT → ¿Ecuaciones de estado apropiadas?

Variables deSATURACIÓN que


aparecen en las tablas
p




Para cada p y T


vf = volumen específico de liquido saturado


vg = volumen específico de vapor saturado


vfg = vg - vf



uf = energía interna específica de liquido saturado

ug = energía interna específica de vapor saturado ufg = ug - uf

hf = entalpía interna específica de liquido saturado

hg = entalpía interna específica de vapor saturado hfg =hg - hf

sf = entropía interna específica de liquido saturado sg = entropía interna específica de vapor saturado sfg = sg - sf



T constante






••






1• •







v

vf vg

uf ug hf hg sf sg
p T












v







v




















Tablas de saturación para distintas temperaturas
(agua)






T
p sat.
Vol. esp.
Energía interna

Entalpía

Entropía

ºC
kPa
m3/KgkJ/Kg



kJ/Kg



kJ/Kg K




vf
vg
uf
ufg
ug
hf

hfg
hg
sf

sfg
sg
0.01
0.6113
0.0010
206.14
0
2375.3
2375.3
0.01

2501.3
2501.4
0


9.1562
9.1562















5
0.8721
0.0010
147.12
xxx
xxx
xxx
xxx

xxx
xxx
xxx

xxx
xxx















10
1.2276
0.0010
106.38
xxx
xxx
xxx
xxx

xxx
xxx
xxx

xxx
xxx















15
1.7051
0.0010
77.93
62.99
2333.1
2396.1
62.99

2465.9
2528.9
0.2245

8.5569
8.7814....
...
...
...
...
...

...
...


...
...
...


...
...




















Tablas de saturación para distintas presiones (agua)
p sat.
T
Vol. esp.
Energía interna

Entalpía


Entropía

kPa
ºC
m3/Kg

kJ/Kg


kJ/Kg


kJ/Kg K




vf
vg
uf
ufg
ug
hf

hfg
hg
sf

sfg
sg
0.6113
0.01
0.0010
206.14
xxx
xxx
xxx
xxx

xxx
xxx
xxx

xxx
xxx















1.0
6.98
0.0010
129.21
xxx
xxx...