MAQ

MÁQUINAS
TÉRMICAS.
UNIDAD I.
TEMA 6.
TSU en Mantenimiento Área

Plan de Estudios 2009
Universidad Tecnológica de
Morelia.
Máquinas Térmicas
TSU EN MANTENIMIENTO
ÁREA INDUSTRIAL

DIAGRAMAS DE FASE.
1) Sustancia pura.
Una
sustancia
pura
tiene
una
composición química fija, por ejemplo,
el agua, el nitrógeno, el helio y el
dióxido de carbono, son sustancias
puras.
La mezcla de diferentes elementoso
compuestos químicos, también es una
sustancia pura, siempre que la mezcla
sea homogénea.

Por ejemplo, el aire es una mezcla de
varios gases que se considera una
sustancia pura por que tiene una
composición química uniforme.
Una mezcla de agua y aceite no es una
sustancia pura, como el aceite no es
soluble en el agua, formará dos fases
químicamente distintas.

Una mezcla de dos o más fases deuna
sustancia, sigue siendo una sustancia
pura, siempre que la composición
química de las fases sea la misma.
Una mezcla de hielo y agua es una
sustancia pura porque ambas fases
tiene una misma composición química.

Tarea:
Contesta correctamente las siguientes
preguntas correspondientes al tema de
propiedades de las sustancias puras,
proceso de cambio de fase y diagrama
de fases.
1) El téendulzado es una sustancia
pura? Explique.
2) El agua congelada es una sustancia
pura? ¿Por qué?
3) Cuál es la diferencia entre líquido
saturado y líquido comprimido?

4) Cuál es la diferencia entre vapor
saturado y vapor sobrecalentado?
5) Hay alguna diferencia entre las
propiedades del vapor saturado a una
temperatura determinada y el vapor de
una mezcla saturada a la misma
temperatura?
6) Es ciertoque el agua hierve a mayores
temperaturas a presiones más altas?
Explique.

7) Si la presión de una sustancia
aumenta durante un proceso de
ebullición, ¿la temperatura también
aumentará o permanecerá constante?
¿Por qué?
8) Un tanque rígido contiene un poco de
agua líquida a 20°C. El resto del tanque
contiene aire atmosférico. ¿Es posible
que el agua hierva en el tanque sin que
aumente sutemperatura? ¿Por qué?

2) Proceso de cambio de fase en una
sustancia pura
Dos fases de una sustancia pura
pueden coexistir en equilibrio.
El agua existe como una mezcla
líquido y vapor en la caldera y en el
condensador
de
una
central
termoeléctrica.
El refrigerante pasa de líquido a vapor
en el congelador de un refrigerador.
Se utilizará el agua para demostrar los
principios básicos del cambio de fase.Debemos recordar que en todas las
sustancias puras se observa el mismo
comportamiento.
Considere un dispositivo de cilindroémbolo que contiene agua líquida a
20°C y 1 atm de presión.
En estas condiciones el agua existe en
fase líquida y se denomina líquido
comprimido o líquido sub enfriado, lo
que significa que no está a punto de
evaporarse.

El calor se transfiere al agua hasta que
sutemperatura aumenta, por ejemplo
50°.
A medida que aumenta la temperatura,
el agua líquida tendrá cierta expansión,
y por ello aumentará su volumen
específico.
Como respuesta a esta expansión, el
émbolo se moverá ligeramente hacia
arriba, como se muestra en la Figura
3.1.

Figura 3.1. Líquido comprimido.

Durante este proceso la presión en el
cilindro permanecerá constante a una
atmósfera, ya quedepende de la presión
barométrica exterior y del peso del
émbolo, que son constantes.
En este estado el agua sigue siendo
líquido comprimido, puesto que no ha
comenzado a evaporarse.
Conforme se transfiere más calor, la
temperatura
aumentará
hasta
que
alcance 100°C, figura 3.2.

En este punto el agua sigue siendo un
líquido, pero cualquier adición de calor, no
importa cuán pequeña sea, ocasionará
queun poco de líquido se evapore.
Está por suceder un proceso de cambio de
fase de líquido a vapor.
Un líquido que está a punto de evaporarse
recibe el nombre de líquido saturado, en
consecuencia el estado 2 de la figura 3.2,
corresponde al de un líquido saturado.

Figura 3.2. Líquido saturado

3) Vapor saturado y vapor sobrecalentado.
Una vez que empieza la ebullición, el
aumento de temperatura...