Cap II Termodinámica del gas

II- CONCEPTOS TERMODINAMICOS
2.1 COMPORTAMIENTO DE FASES
Hay tres diferentes fases con la que estamos familiarizados sólido, líquido y gas (vapor).
Un sólido posee una forma definida y es duro al tacto. Está compuesto de moléculas con muy baja energía de modo tal que permanecen en un lugar aún cuando ellas vibren. Hay un espacio entre las moléculas de modo tal que el sólido no es impenetrableUn líquido tiene un volumen definido pero no una forma definida, asumirá la forma del recipiente que lo contenga y lo llenará. Las moléculas del líquido poseen más energía que en un sólido, la suficiente para moverse desde un lugar a otro. Por virtud de esta energía hay mas espacio entre moléculas. Así que una sustancia es menos densa en la forma líquida que en la forma sólida.
Un vapor no tienevolumen o forma definida y llenará el recipiente en el que está colocado.
Las moléculas tienen más energía que en la forma líquida. La densidad del vapor es baja, se puede ver a través de un vapor. La densidad de una sustancia dada es menor en la fase vapor que en la fase líquida.
Es importante determinar la diferencia en el nivel de energía entre fases
Si se quiere derretir un sólido para formarun líquido se debe adicionar energía. Se debe determinar la fase o fases que existen en determinadas condiciones de presión, volumen y temperatura para determinar el correspondiente nivel de energía.
2.2 CLASIFICACIÓN DE LAS SUSTANCIAS:
a) sustancias puras (sistemas de un solo componente)
b) mezclas de sustancia (sistemas multicomponentes)
Para tratar los sistemas gas natural-líquido
Hay queentender el comportamiento de fase de mezclas de hidrocarburos.
El objetivo es predecir, cuando la composición de la mezcla es conocida, las cantidades y composiciones de las fases en el equilibrio para cualquier temperatura y presión.
Sistemas de un solo componente
Componente se refiere al número de especies moleculares o atómicas presentes en la sustancia.
Un sistema de un solo componente estácompuesto enteramente de una clase de átomos o moléculas
“Sustancia pura” describe un sistema de un único componente.
2.3 PROPIEDADES FISICAS DE FLUIDOS
La predicción del comportamiento de P-V-T es necesaria para estimar la energía y el comportamiento de fase.
El comportamiento de las fases puede observarse en el diagrama PVT para sustancias puras. Tiene tres ejes P, V y T. Está compuesto de unaserie de superficies planas, cada una representa una fase o una mezcla de fases.









































Fig. 1: Diagrama P-V-T para sustancias puras (sistema de componente único)
En los planos de dos fases se tiene:
En le planoBDGH sólido más líquido
En el plano FGIJ sólido más vapor.
En el plano HCI líquido más vapor (plano de forma irregular)
Todos los planos sonperpendiculares al eje de la temperatura.
El plano del líquido es el “risco” a la izquierda del plano HCI y adyacente al plano BDGH
El plano del vapor es la “pendiente” a la derecha del plano HCI.
Nos interesa el plano HCI, correspondiente a la región líquido-vapor del diagrama de fases.
El diagrama de fases tal como está en la Fig. 1 es complicado para usar. Se dibuja la proyección de este diagrama(P-T ó P-V)





Diagrama P-T para una sustancia pura


















Fig. 2: Diagrama P-T. Sistema de componente único
Los planos de dos fases de la Fig. 1, perpendiculares al eje T, aparecen como líneas simples en la proyección P-T tal como puede observarse en la Fig. 2.
Las líneas HD, HC, y FH son líneas de equilibrio de presión y temperatura en la que las fases contiguas están enequilibrio.
En el equilibrio se puede cambiar de fase, manteniendo la temperatura y la presión constante, adicionando o quitando energía al sistema.
El punto H, punto triple, representa la combinación de presión y temperatura a la cual las tres fases pueden existir juntas en equilibrio.
La línea HC es el lugar geométrico de los puntos de burbuja y de rocío para la sustancia pura a diferentes presiones y...