termo
Páginas: 6 (1407 palabras)
Publicado: 22 de septiembre de 2015
Diagramas PvT
Las sustancias reales pueden existir en fase gaseosa sólo a temperaturas suficientemente altas y presiones suficientemente bajas. A bajas temperaturas y altas presiones se presentan transiciones a las fases líquida y sólida, estos cambios de fase pueden representarse gráficamente en superficies 2D y 3D. La superficie PvT y los diagramas derivados de ésta muestran gráficamente lasrelaciones que hay entre las propiedades termodinámicas de sustancias puras en sus diferentes fases.
Datos experimentales han demostrado que existe un patrón similar en el comportamiento de sustancias simples compresibles en las fases sólida, líquida y gaseosa. Desde el punto de vista matemático, cualquier ecuación en la que intervengan dos variables independientes puede representarse en unespacio rectangular tridimensional.
Observa que las fases sólida, líquida y gaseosa se representan por superficies. En el proceso de cambio de fase (fusión, vaporización, o sublimación) coexisten dos fases, por lo que las regiones de una sola fase están necesariamente separadas por regiones de dos fases las cuales también están representadas por superficies.
Por definición:
Líquido saturado: es unlíquido que está a punto de evaporarse. Cualquier aumento de calor causará que algo del líquido se evapore.
Vapor saturado: es un vapor a punto de condensarse. Cualquier pérdida de calor causará que algo de vapor se condense.
En un sistema de líquido y vapor la presión de saturación se conoce comopresión de vapor. La temperatura a la cual hierve un líquido puro, estando a 1 atm de presión, sele conoce como punto normal de ebullición.
Más allá de ciertas condiciones de presión y temperatura no puede ocurrir el proceso de vaporización (o de condensación), a este estado límite donde no es posible una transformación de líquido a vapor se conoce como estado crítico. En la superficie PvT aparece como un punto sobre la superficie general. Las propiedades asociadas a este punto se denotan porel subíndice c, por ejemplo: presión crítica Pc, temperatura critica Tc y volumen crítico vc. Observe que por encima del punto crítico no existe una diferencia clara entre las fases líquida y gaseosa. Una sustancia que se encuentre a una temperatura superior a su temperatura crítica no podrá condensarse a la fase líquida sin importar cuanta presión se le aplique. Si la presión es mucho mayor quela presión crítica a este estado se le conoce como estado supercrítico.
En el estado triple coexisten tres fases en equilibrio (sólido, líquido, vapor), por ejemplo, para el agua el estado triple ocurre a 0.0061 atm y 0.01°C. Dicho estado triple se usa como punto de referencia para establecer la escala de temperatura Kelvin. El agua es una sustancia anómala dado que se expande al congelarse.Diagramas PvT
Para el análisis termodinámico de los sistemas simples compresibles es más conveniente trabajar con diagramas bidimensionales. Todos los diagramas bidimensionales son simples proyecciones de la superficie PvT; pueden obtenerse tres diagramas: PT, Pv, y Tv. A estas proyecciones se les conoce como diagramas de fase.
1. Diagrama PT
La superficie líquido-vapor de la superficie PvTaparece como una línea en este diagrama, y se conoce como línea de saturación líquido-vapor o curva de vaporización. Las superficies sólido-líquido y sólido-vapor se muestran como las curvas de congelamiento (o fusión) y de sublimación. Los estados crítico y triple se indican mediante puntos. Los sistemas monofásicos se representan mediante áreas.
Las regiones monofásicas de líquido y de vaporreciben los nombres de:
Líquido comprimido o subenfriado: es un líquido que no está a punto de evaporarse.
Vapor sobrecalentado: es un vapor que no está a punto de condensarse.
2. Diagrama PV
En este diagrama tanto las regiones monofásicas como las bifásicas aparecen representadas mediante un área. Recuerda que la línea de líquido saturado representa los estados de la sustancia tales que...
Las sustancias reales pueden existir en fase gaseosa sólo a temperaturas suficientemente altas y presiones suficientemente bajas. A bajas temperaturas y altas presiones se presentan transiciones a las fases líquida y sólida, estos cambios de fase pueden representarse gráficamente en superficies 2D y 3D. La superficie PvT y los diagramas derivados de ésta muestran gráficamente lasrelaciones que hay entre las propiedades termodinámicas de sustancias puras en sus diferentes fases.
Datos experimentales han demostrado que existe un patrón similar en el comportamiento de sustancias simples compresibles en las fases sólida, líquida y gaseosa. Desde el punto de vista matemático, cualquier ecuación en la que intervengan dos variables independientes puede representarse en unespacio rectangular tridimensional.
Observa que las fases sólida, líquida y gaseosa se representan por superficies. En el proceso de cambio de fase (fusión, vaporización, o sublimación) coexisten dos fases, por lo que las regiones de una sola fase están necesariamente separadas por regiones de dos fases las cuales también están representadas por superficies.
Por definición:
Líquido saturado: es unlíquido que está a punto de evaporarse. Cualquier aumento de calor causará que algo del líquido se evapore.
Vapor saturado: es un vapor a punto de condensarse. Cualquier pérdida de calor causará que algo de vapor se condense.
En un sistema de líquido y vapor la presión de saturación se conoce comopresión de vapor. La temperatura a la cual hierve un líquido puro, estando a 1 atm de presión, sele conoce como punto normal de ebullición.
Más allá de ciertas condiciones de presión y temperatura no puede ocurrir el proceso de vaporización (o de condensación), a este estado límite donde no es posible una transformación de líquido a vapor se conoce como estado crítico. En la superficie PvT aparece como un punto sobre la superficie general. Las propiedades asociadas a este punto se denotan porel subíndice c, por ejemplo: presión crítica Pc, temperatura critica Tc y volumen crítico vc. Observe que por encima del punto crítico no existe una diferencia clara entre las fases líquida y gaseosa. Una sustancia que se encuentre a una temperatura superior a su temperatura crítica no podrá condensarse a la fase líquida sin importar cuanta presión se le aplique. Si la presión es mucho mayor quela presión crítica a este estado se le conoce como estado supercrítico.
En el estado triple coexisten tres fases en equilibrio (sólido, líquido, vapor), por ejemplo, para el agua el estado triple ocurre a 0.0061 atm y 0.01°C. Dicho estado triple se usa como punto de referencia para establecer la escala de temperatura Kelvin. El agua es una sustancia anómala dado que se expande al congelarse.Diagramas PvT
Para el análisis termodinámico de los sistemas simples compresibles es más conveniente trabajar con diagramas bidimensionales. Todos los diagramas bidimensionales son simples proyecciones de la superficie PvT; pueden obtenerse tres diagramas: PT, Pv, y Tv. A estas proyecciones se les conoce como diagramas de fase.
1. Diagrama PT
La superficie líquido-vapor de la superficie PvTaparece como una línea en este diagrama, y se conoce como línea de saturación líquido-vapor o curva de vaporización. Las superficies sólido-líquido y sólido-vapor se muestran como las curvas de congelamiento (o fusión) y de sublimación. Los estados crítico y triple se indican mediante puntos. Los sistemas monofásicos se representan mediante áreas.
Las regiones monofásicas de líquido y de vaporreciben los nombres de:
Líquido comprimido o subenfriado: es un líquido que no está a punto de evaporarse.
Vapor sobrecalentado: es un vapor que no está a punto de condensarse.
2. Diagrama PV
En este diagrama tanto las regiones monofásicas como las bifásicas aparecen representadas mediante un área. Recuerda que la línea de líquido saturado representa los estados de la sustancia tales que...
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