Unidad II 2 1Propiedades De Las Sustancias Puras 2

Unidad II
2.1 Propiedades de las sustancias puras.

Una sustancia pura es aquella que tiene solamente una composición química (homogénea) y esta es invariable. Ejemplos:
Agua H2O.
Aire.
Nitrógeno N2
Helio He
Dióxido de carbono C2O
Amoniaco HN3
Dióxido de Nitrógeno NO2
Monóxido de carbono CO
Una sustancia pura no tiene que estar conformada por un solo elemento o compuesto químico, una mezclade estos también califica como una sustancia pura ejemplo:
Una sola fase Aire (mezcla de varios gases)
2 fases hielo  Agua
Gasolina (mezcla homogénea – sustancia pura) C 8H18
Una mezcla de agua y aceite no es una sustancia pura.
Fases de una sustancia pura
El término Fase se refiere a una cantidad de materia la cual es homogénea tanto en composición química como en estructura. Homogeneidaden estructura significa que es toda sólida, toda liquida o todo vapor (o todo gas). Las sustancias existen en fases diferentes, por ejemplo a temperatura y presión ambiente el cobre e sólido, el mercurio es líquido y el nitrógeno es gas, pero en condiciones diferentes cada uno podría aparecer en una fase diferente.
Proceso de cambio de fases en una sustancia pura
Asumamos un sistema de 1 kilogramode agua contenido dentro de un dispositivo cilindro embolo como se muestra en la figura 1.a:


Figura 1
En donde la temperatura inicial es de 20 oC y 1 atm (0,01 MPa) de presión, se transmite calor al agua, la temperatura aumenta apreciablemente, el volumen especifico solo ligeramente permaneciendo la presión constante. Cuando la temperatura alcanza los 100 oC resultara una transmisión de caloradicional, en el cambio de fase, como se muestra en la figura 1.c. esto es que parte del liquido se evapora y durante este proceso la temperatura y la presión permanecen constante pero el volumen especifico aumenta considerablemente, cuando la ultima gota de liquido se ha evaporado, la transmisión de calor ulterior se traduce en un aumento de la temperatura y del volumen especifico del vapor,figura 1.d. Este proceso lo podemos representar gráficamente mediante un grafico temperatura vs volumen específico como se muestra en la figura 2:


Figura. 2
Temperatura de saturación es la temperatura en la cual se efectúa la vaporización a una presión dada y esta presión se llama presión de saturación para la temperatura dada, el liquido que existe a esta temperatura y presión se llama liquidosaturado y el liquidó que esta por debajo de la temperatura de saturación se llama liquido subenfriado o liquido comprimido. Si la sustancia solo existe como vapor a la temperatura de saturación se llama vapor saturado. Cuando el vapor esta a una temperatura mayor a la temperatura de saturación se llama vapor sobrecalentado.
En la figura 2, A representa el estado inicial, B el estado del líquidosaturado a 100 oC y a una atmósfera de presión, La línea AB es el proceso durante el cual se calienta el liquido desde la temperatura inicial a la de saturación, la línea BC es el proceso a temperatura constante, en el cual tiene lugar un cambio de fase de liquido a vapor (mezcla saturada liquido-vapor, la fase liquida y de vapor están en equilibrio), la línea CD representa el proceso en el cualse sobrecalienta el vapor a presión constante, la temperatura y el volumen aumentan en este proceso.
Durante un proceso de cambio de fase resulta claro que la temperatura y la presión son propiedades dependientes y que hay una relación definida entre ellas, Tsat = f(Psat), Una grafica Tsat en función de Psat se muestra en la figura 3 para el agua y se llama curva de saturación liquido vapor, lacual es característica de todas las sustancias puras. En ella podemos observar que la Tsat se incrementa con la Psat y como consecuencia una sustancia a mayor presión hervirá a temperaturas más altas. Tanto la presión atmosférica como la temperatura de ebullición disminuyen con la altura.

Figura 3
Diagrama T-v
Anteriormente describimos el proceso de cambio de fase del agua a una presión de...