Propiedades de las sustancias puras

Introducción



Una sustancia pura es aquella que presenta una composición química fija, en estas se relaciones entre la presión, el volumen específico y la temperatura. Las sustancias puras pueden existir en tres distintas fases, pero en estas presentan las misma composición química, debido a esto es considerada una sustancia pura.

Una sustancia pura puede estar compuesta por más de unelemento, pero esta se caracteriza por la homogeneidad, como un ejemplo de estas tenemos el agua. Adicionalmente a sus propiedades veremos que el cambio de fase que presentan se da un en un punto especifico de temperatura y presión llamados temperatura y presión de saturación

En este trabajo desarrollaremos las propiedades, fases y los diagramas representativos de estas propiedades de acuerdo alos procesos de cambio de fases que presentan, como son los diagramas P-v, p-t y t-y para sustancias puras que se contraen y expanden al congelarse.









LAS PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS

Es bien conocido que una sustancia puede existir en tres fases diferentes: sólido, líquido y gaseoso.

Sustancia Pura:
Una sustancia que tiene una composición química fija recibe elnombre de sustancia pura. El agua, el nitrógeno, el helio y el dióxido de carbono son sustancias puras.

Una sustancia pura no tiene que ser de un solo elemento o compuesto químico. Una mezcla de diferentes elementos o compuestos químicos también es una sustancia pura, siempre que la mezcla sea homogénea. El agua, por ejemplo, que es una mezcla de varios gases, con frecuencia se considera como unasustancia pura porque tiene una composición química uniforme. En contraste, la mezcla de aceite y agua no es una sustancia pura. Como el aceite no es soluble en agua se acumulara sobre la superficie de esta, entonces formara dos regiones químicamente distintas.

Una mezcla de dos o más fases de una sustancia pura sigue siendo sustancia pura, siempre que la composición química de las fases seala misma. Una mezcla de hielo y agua líquida es una sustancia pura porque ambas fases tienen la misma composición química. En contraste, una mezcla de aire líquido y aire gaseoso, no es una sustancia pura debido a que la composición del aire líquido es distinta de la composición del aire gaseoso y, por ello, la mezcla ya no es químicamente homogénea.
Lo anterior es posible gracias a que losdiferentes componentes del aire tienen distintas temperaturas de condensación en una presión dada.

Fases de una sustancia pura
Una fase es un arreglo molecular distinto, homogéneo en todas partes y que se separa de las demás por medio de superficies de frontera fácilmente identificables. Las fases principales son sólida, líquida y gaseosa, pero dentro de cada fase principal pueden existir variasfases (ejemplos: el carbono, el hielo, etc.).

Cuando la temperatura es suficientemente elevada, la velocidad (y en consecuencia el ímpetu –momentum) de las moléculas alcanza un punto donde las fuerzas intermoleculares se superan y grupos de moléculas escapan. Este es el principio del proceso de fusión.

Procesos de cambio de fase de sustancias puras
Hay varias situaciones prácticas en quedos fases de una sustancia pura coexisten en equilibrio. El agua existe como una mezcla de líquido y vapor en la caldera y en el condensador de una central termoeléctrica. El refrigerante pasa de liquido a vapor en el congelador de un refrigerador. Aunque muchos propietarios de casas en países fríos consideran el congelamiento del agua en las tuberías subterráneas como el proceso más importante decambio de fase, la atención de este apartado se centra en las fases liquida y de vapor, así como en su mezcla. En vista de que es una sustancia familiar, se empleara el agua para la demostración de los principios básicos, sin embargo, en todas las sustancias puras se observa el mismo comportamiento general.

Partiendo de esto, a una cierta cantidad de agua en un recipiente con un émbolo móvil...