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5.2 SISTEMA DE DOS FASES

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Transición de fase

Gas

Líquido

Sólido

Sublimación

Vaporización

Fusión

Condensación

Solidificación

Deposición

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Equilibrio de Fases

=G G

α β 

Dos fases(P,T ctes.)

Diagrama P

Siempre que se cruza unafrontera de una fase para unasustancia pura ocurre unatransición de fase conservandola temperatura y la presiónconstante causando un cambiorepentino en los valoresmolares o especficos de laspropiedades termodin!micase"tensivas.

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Equilibrio de Fases

Sistema de un componente # dos fases en equilibrio$ y 

condición de equilibrio

  %cuación de &lapeyron'os permite determ

de entalpa asocicambio de fase cono

de P, y

∆=

∆

dP H 

dT    T V 

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'%*+  =G G

α β 

d  - d P Sd T

&ambio infinitesimal

a P y T ctes,

∆S - ∆/ 0 T

=d G d Gα β 

− + = − +S dT V dP S dT V dP  α α β β  

− + = − +S dT V dP S dT V dP  α α β β  

( ) ( )− = −S S dT V V dP  β β α α 

∆=∆

dP S 

dT    V  

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1ases 2quido 0 apor&oe"istencia en equilibrio

alor total de cualquier propiedad e"tensiva Suma de propiedades totale

 

4elación para el vol5men

- olumen

 l dividir n se obtiene

 

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D647S T%47+D6'876&+SUn diagrama termodinámico es una gráfica que

representa un conjunto de propiedades para

una sustancia en particular. Son del tipo

cartesiano de dos variables con las demás

variables como parámetros.

TS  • plicaciones a ciclo de potencia

P/• Por lo general ln P en función de /• &iclos de refrigeración

/S

• &onocido como diagrama de 7ollier• &ombustión• 7!quinas t9rmicas

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DIAGRAMAS DE PROPIEDADESQUE INVOLUCRAN A LA ENTROPÍA

2os diagramas de propiedades proporcionan gran ayuda visual en elan!lisis termodin!mico de los procesos.

&opyrig:t ;

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%n este diagrama, las lneas de volumen constante se precipitan m!que las de presión constante, las cuales a su vez son paralelas a las

temperatura constante en la región de vapor :5medo. simismo, laslneas de presión constante casi coinciden con la lnea de lquidosaturado en la región de lquido comprimido.

%squema del diagrama Tspara el agua.

DIAGRAMA: T - s

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presión de A 7pa la temperatura de saturación es$ BBB

Puntocritico

Cona

%do.2quido

Cona mezcla saturada delquido vapor

Dado que tanto la temperatura T como la entropa S sonpropiedades termodin!micas, estas pueden usarse comocoordenadas.

DIAGRAMA T-S

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Un concepto interesante que surge de estediagrama es el de Ciclo de Carnotcorrespondiente. Si en un diagrama T-S se

traza un ciclo cualquiera, el rectángulo quecircunscribe al ciclo es el ciclo de Carnotcorrespondiente.

La diferencia de área entre ambos ciclosrepresenta la pérdida de eficiencia entre elciclo real y el Carnot correspondiente.

DIAGRAMA TEMPERATURA- ENTROPÍA

n un diagrama T-S un ciclo de Carnot quedarepresentado por dos !orizontales "isotermas# y dos$erticales "isentr%picas#.&or lo tanto un ciclo de Carnot es un rectánguloLo anterior se debe a que si la e$oluci%n esre$ersible, se cumple que d' ( T)dS.

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D647 D% 7+2

Por lo general no incluye información del volumen.

En la región del vapor o del gas aparecen las lí-

neas de temperatura y de sobrecalentamiento

constantes.

El concepto de sobrecalentarniento se utiliza para

señalar la diferencia entre la presente temperatura y

la de saturación a la misma presión.