CLASE TERMODINAMICA 21

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE
PUEBLA
INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA

TERMODINÁMICA

SUSTANCIAS PURAS
M.I. Sarahi Espinosa Ortiz
Juan C. Bonilla a 09 de Marzo 2015
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SUSTANCIAS PURAS
Una sustancia pura: Es aquella que tiene
una composición química homogénea e
invariable. Puede existir en más de una fase.
EJEMPLOS

CO2
He

H2O
N

Son sustancias puras porque para cada fase tienen la
misma composición.2

Por lo tanto una sustancia pura no tiene que
estar conformada por un solo elemento o
compuesto químico una mezcla de dos o más
fases de una sustancia pura se sigue
considerando una sustancia pura mientras la
composición química de las fases sea la
misma.

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Sustancias que no son puras
• EL AGUA DE MAR no es sustancia pura porque al

producirse la evaporación, el vapor tendría una
composiciónquímica diferente a la de la fase
líquida.
• EL AGUA Y EL ACEITE ya que el aceite no es soluble

en agua, por lo que se acumula en la superficie y
se forman dos regiones químicamente distintas.
• EL AIRE LIQUIDO Y GASEOSO la mezcla no es

químicamente homogénea debido a que los
diversos componentes del aire tienen distintas
temperaturas de condensación a una presión
especificada.
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FASES DE UNASUSTANCIA PURA
Las sustancias existen en fases diferentes . Por
ejemplo a temperatura y presión ambiente.

el Cu es un sólido, el Hg un líquido y el N un gas
pero en condiciones distintas, cada uno podría
aparecer en fases diferentes
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Fuerzas de atracción en sólidos, gases y líquidos

SÓLIDOS

LÍQUIDOS

GASES

Los enlaces moleculares son más fuertes en los sólidos, menos
fuertes en líquidos ymucho más débiles en los gases.
En los primeros están más próximas entre sí, mientras que en
los gases se hallan separadas por distancias relativamente
grandes.
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PROCESOS DE CAMBIO DE FASE
EN SUSTANCIAS PURAS
Hay muchas situaciones prácticas donde dos fases
de una sustancia pura coexisten en equilibrio.

El agua existe como una mezcla de líquido y vapor
en la caldera
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El proceso de cambio defase mas importante
se centrara en el cambio de fase líquida y de
vapor, así como en su mezcla.
NOTA: El agua se usara para demostrar los
principios básicos, sin embargo todas las
sustancias
puras
exhiben
el
mismo
comportamiento general.

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Líquido comprimido y líquido saturado
Considere un dispositivo de
cilindro-émbolo que contiene agua
líquida a 20°C y 1 atm de presión.

En estas condicionesel agua existe en fase
líquida y se denomina líquido comprimido o
líquido subenfriado, lo cual significa que no
está a punto de evaporarse.
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Líquido comprimido y líquido saturado
Se transfiere calor al agua hasta aumentar su
temperatura, por ejemplo, 40°C. El agua es aún
un líquido comprimido en este estado puesto
que no ha comenzado a evaporarse

10

Líquido comprimido y líquido saturado

Sise transfiere más calor, la temperatura aumenta
hasta alcanzar 100°C. El agua todavía permanece
líquida, pero cualquier adición de calor hace que
se vaporice algo de agua.
Es decir, está a punto de tener lugar un proceso de
cambio de fase de líquido a vapor.

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Líquido comprimido y líquido saturado

Un líquido que está a punto de evaporarse se
llama de líquido saturado; así, el estado 2corresponde al de un líquido saturado.
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Vapor saturado y vapor sobrecalentado
Una vez que empieza la
ebullición, el aumento de
temperatura se detiene hasta
que se evapora todo el
líquido.

Si la presión se mantiene constante, durante el
proceso de cambio de fase la temperatura
también lo hará.
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Vapor saturado y vapor sobrecalentado
Durante un proceso de
ebullición, el único cambio
observable esun gran
aumento en el volumen y
una disminución constante
en el nivel del líquido como
resultado de una mayor
cantidad de éste convertido
en vapor.

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Vapor saturado y vapor sobrecalentado
Casi a la mitad de la
evaporación,
el
cilindro
contiene cantidades iguales
de líquido y vapor. Conforme
continúa la transferencia de
calor,
el
proceso
de
evaporación continuará hasta
evaporarse la última...