Uso de tablas termodinamica

Uso de Tablas
por Jesús Manuel García González

Las tablas de Termodinámica nos ofrecen cuatro valores, en función de dos datos básicos presión y temperatura. Los valores que nos ofrecen son el Volumen Especifico, la Energía Interna, La Entalpía y la Entropía. A estos seis datos se les agrega uno mas, el cual es la calidad. Que se entiende como la cantidad de materia presente en forma degas... es decir de la materia total que tanta es gas y en contra parte está la humedad que es la cantidad presente de liquido, en manera fraccionaria, ambas cantidades (la calidad y la humedad) sumadas deben de resultar en la unidad.

La tabla de agua saturada, bajo la organización por presiones nos permite determinar en base a dos datos que tengamos el estado de la sustancia. Para estosejemplos tomaremos el H20 como referencia. La tabla de agua saturada, bajo la organización por presiones (que en adelante mencionare simplemente como tabla de presiones) nos dice, de manera horizontal, la presión y la temperatura en la cual el agua realiza el cambio de fase (dicho cambio no es instantáneo) se realiza del estado liquido al gaseoso pasando por el liquido saturado y el vapor saturado queson los limites, y entre estos dos se encuentra el estado de transición donde no es completamente liquido ni completamente gas a esa fase se le conoce como vapor húmedo. Todo eso se realiza de manera ISOTERMICA e ISOBARICA, es decir que bajo los mismos datos de presión y temperatura podemos encontrar a la sustancia en diferentes estados, en sus limites saturados o en su fase intermedia “húmedo”. Lalógica a seguir para determinar el estado de una sustancia (cuando no se encuentra en los limites o en la transición) es la siguiente.

Presión y temperatura. La mayoría de las personas sabe que el agua hierve a los 100 °C, lo cual ocurre bajo una presión de una atmósfera. Lo que quiere decir que si a 1 atmósfera el agua “hierve” a 100 °C ¿que ocurriría a la misma presión si la temperatura fueramenor? ¿Que ocurría a la misma sustancia si su temperatura fuera aun mayor?. De esas dos preguntas fácilmente contestadas bajo lógica común se deduce el argumento para determinar con tablas el estado de las sustancias, así como el agua a una atmósfera hierve a 100°C, también hierve a una determinada temperatura para diferentes presiones dadas.

En la imagen un fragmento de tabla, mostrando lapresión de 0.6113 kPa y la temperatura respectiva a la cual hierve que son 0.01 °C, esto quiere decir que a esa presión si la temperatura es menor se encontrara en estado liquido, si la temperatura es mayor se encontrara en estado gaseoso, si se encuentra a la misma temperatura se encontrara en un estado saturado o húmedo.
El primer paso para búsqueda de datos en tablas es determinar el estado dela sustancia, aunque si el par de datos proporcionados no son presión y temperatura deberemos utilizar los siguientes criterios.

Presión o temperatura y calidad o humedad. Primero; para que una sustancia pueda tener cierta calidad o humedad es necesario se encuentre en el trayecto entre el liquido saturado y el vapor saturado, estados que son los limites inferior y superior para una sustanciacon humedad o calidad. Dichos limites tienen sus valores para cada una de las propiedades que tenemos (volumen especifico, energía interna, entalpía y entropía).

Presión o temperatura y cualquiera de los siguientes datos: volumen especifico, entalpía, entropía, energía interna. Para estos casos es necesario usar la tabla para determinar el estado de la sustancia, tenemos que ubicar la fila dedatos en las tablas de presiones o de temperaturas.

Donde cada columna nos presenta los limites del cambio de fase, liquido saturado y vapor saturado. Si yo tuviera agua a 1kPa con una entalpía de 20 kJ/Kg esta se encontraría en estado liquido ya que el valor de la entalpía esta por debajo del limite inferior (liquido saturado), por el contrario si tengo H20 a 1kPa con entalpía de 3000 kJ/Kg...