Cambios De Fase

Cambios de Fase

28/11/06

Prof: Juan Manuel Pastor

Termodinámica de los Cambios de Fase
Cambios de Fase de una sustancia Calor latente Cambios sólido-líquido Superficie de estado P,V,T Diagrama p,T Ecuación de Clayperon Vaporización Evaporación y ebullición Condensación sobre pared fría

Cambios de Fase

Cambios de fase
Cambios de Fase de una sustancia Calor latente Cambiossólidolíquido Superficie de estado P,V,T Diagrama p,T Ecuación de Clayperon Vaporización Evaporación y ebullición Condensación sobre pared fría

Transformaciones en el estado de agregación de una sustancia
Fases en equilibrio
• Térmico: T1=T2 • Mecánico: P1=P2

Nombres característicos
• Fusión • Vaporización • Sublimación vs. vs. solidificación condensación (licuación)

Se caracteriza por
•Discontinuidad en variables de estado
Densidad Energía interna, entropía y entalpía

• Calor de transformación

2
Prof: Juan Manuel Pastor

1

Cambios de Fase

28/11/06

Cambios de Fase

Calor de transformación
Cambios de Fase de una sustancia Calor latente Cambios sólidolíquido Superficie de estado P,V,T Diagrama p,T Ecuación de Clayperon Vaporización Evaporación y ebulliciónCondensación sobre pared fría

Calor involucrado en el cambio de fase, por unidad de masa o mol (“calor latente”)

Lm =

dQ dm
líquido líquido gas sólido

Ln =

dQ dn

Positivo: Al aumentar el desorden (entropía)
• sólido • gas

Negativo: Al disminuir el desorden (entropía)

Al mantenerse P constante

dQ = dH

Ln = h1 − h2
3
Prof: Juan Manuel Pastor

Cambios de Fase

Cambio deestado sólido-líquido
Cambios de Fase de una sustancia Calor latente Cambios sólidolíquido Superficie de estado P,V,T Diagrama p,T Ecuación de Clayperon Vaporización Evaporación y ebullición Condensación sobre pared fría

Al calentar un sólido aumenta su temperatura hasta que comienza la fusión
Calor para transformar la unidad de masa: “Calor de fusión” No aumenta su temperatura mientrascambia de estado
• A presión atmosférica: “Temperatura de fusión”. • Depende de la presión externa

4
Prof: Juan Manuel Pastor

2

Cambios de Fase

28/11/06

Cambios de Fase

Cambio de estado sólido-líquido
Cambios de Fase de una sustancia Calor latente Cambios sólidolíquido Superficie de estado P,V,T Diagrama p,T Ecuación de Clayperon Vaporización Evaporación y ebullición Condensaciónsobre pared fría

Cambio de volumen durante la fusión
Dos casos
• Normalmente aumenta el volumen • Excepciones: agua y algunos metales

5
Prof: Juan Manuel Pastor

Cambios de Fase

Superfice de estado P,V,T
Cambios de Fase de una sustancia Calor latente Cambios sólidolíquido Superficie de estado P,V,T Diagrama p,T Ecuación de Clayperon Vaporización Evaporación y ebullición Condensaciónsobre pared fría

Ecuación de estado: relación matemática entre las variables de estado P,V,T

F ( p , v, T ) = 0
Se puede representar por una superficie en 3-D
• Superficie de estado

El estado de una sustancia debe corresponder a un punto de dicha superficie

6
Prof: Juan Manuel Pastor

3

Cambios de Fase

28/11/06

Cambios de Fase

Superficie de estado real
Cambios deFase de una sustancia Calor latente Cambios sólidolíquido Superficie de estado P,V,T Diagrama p,T Ecuación de Clayperon Vaporización Evaporación y ebullición Condensación sobre pared fría

Indica la región para cada fase Se obtiene experimentalmente

7
Prof: Juan Manuel Pastor

Cambios de Fase

Interpretación de la superficie
Regiones
Cambios de Fase de una sustancia Calor latente Cambiossólidolíquido Superficie de estado P,V,T Diagrama p,T Ecuación de Clayperon Vaporización Evaporación y ebullición Condensación sobre pared fría

Existen regiones de una única frase y de coexitencia (cambio de fase)

Líneas singulares
Comienza/termina cambio de fase En una línea especial (“línea triple”) coexisten las 3 fases línea triple

Hay un punto con densidad líquido y gas Punto...