DIAGRAMAS DE SUSTANCIAS

DIAGRAMAS DE SUSTANCIAS
Los elementos metálicos puros tienen aplicaciones técnicas, por ejemplo, el cobre o el aluminio de alta pureza usados para fabricar circuitos microelectrónicos. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones de usan aleaciones. Definimos una aleación como un material que tiene propiedades metálicas y que esta formado por varios elementos. Un acero al carbono simple es unaaleación de hierro y carbono. Los aceros inoxidables, suelen contener hierro, carbono, cromo y níquel.

Como primer paso se define una fase como una forma única en la que existe el material por ejemplo, el agua tiene tres fases: liquida, sólida y vapor de agua. Una fase posee la misma estructura o arreglo atómico, la misma composición, propiedades en su interior y una interfaz definida entreesta y las fases que la rodean. Un diagrama de fases ilustra las fases presentes en un sistema de aleación a diversas temperaturas, presiones y composiciones. A partir del diagrama de fases, podemos predecir que fases se espera sean termodinámicamente estables y en que concentración deben estar presentes.
En los diagramas de fase isomorfa binarios en equilibrio, los dos componentes son completamentesolubles entre si en estado sólido y por lo tanto solo hay una única fase sólida. En muchos de estos diagramas sen encuentran fase (s) y/o compuestos intermedios. Las fases intermedias tienen una variedad de composiciones, mientras que los compuestos intermedios tienen una única composición.
(Tomado de: Ciencia  e ingenieria de los matriales - Askeland y Fundamentos de la ciencia e ingenieria demteriales - Smith)

El objetivo de los diagramas de fase es:
Su respuesta :
Predecir que fases se espera sean termodinámicamente estables
Correcto
Un diagrama de fases ilustra las fases presentes en un sistema de aleación a diversas temperaturas, presiones y composiciones
Su respuesta :
Verdadero
Correcto
DIAGRAMA DE UNA SUSTANCIA PURA
2.5.2 DIAGRAMA DE UNA SUSTANCIA PURA
Este es uno de losdiagramas mas sencillo (generalmente es presión vs temperatura), tal como se muestra en la figura 51. En la mencionada figura se puede apreciar que el agua posee tres fases: Sólida, liquida y gaseosa o vapor. Se observa también un punto denominado punto triple en el cual pueden coexistir los estados sólido, líquido y gaseoso. Adicionalmente se encuentran dos líneas: la línea de vaporización y lalínea de solidificación para las cuales los pares (presión, temperatura) corresponden a una transición de fase entre una fase sólida y una fase líquida; y entre una fase sólida y una fase vapor respectivamente.

Figura 51 Diagrama de fase del agua [Adaptado de: Wikipedia, 2008]
Ahora se aplicara la regla de fase de Gibbs al diagrama del agua en diferentes puntos como se muestra en la figura 51:
• En elPunto triple:
Fases presentes = 3, Numero de componentes =1, por lo tanto,
P+F=C+2, luego 3+F=1+2 entonces F=0.
El hecho que el grado de libertad o varianza sea F=0, quiere decir que Como ninguna de las variables (presión, temperatura o composición) se pueden cambiar manteniendo las tres fases de coexistencia, el punto triple es un punto invariante.
• En un Punto sobre la línea desolidificación:
Fases presentes = 2, Numero de componentes =1, por lo tanto,
P+F=C+2, luego 2+F=1+2 entonces F=0.
El hecho que el grado de libertad o varianza sea F=1, quiere decir que Una variable (Temperatura o Presión) se puede cambiar manteniendo aún un sistema con dos fases que coexisten, es decir, si se especifica una presión determinada, sólo hay una temperatura en la que las fases sólida y líquidacoexisten.
• En un Punto dentro de una fase única (Zona liquido):
Fases presentes = 1, Numero de componentes =1, por lo tanto,
P+F=C+2, luego 1+F=1+2 entonces F=2.
El hecho que el grado de libertad o varianza sea F=2, quiere decir que dos variables (Temperatura o Presión) se pueden cambiar independientemente y el sistema permanece con una única fase.

En el diagrama de una sustancia pura intervienen...