SUSTANCIA PURA

Ciclo 2016-I

OBJETIVOS:

Introducir el concepto de sustancia pura. Estudiar los procesos físicos de cambios de fase. Ilustrar los diagramas de propiedades P-v, T-v, P-T, y

las superficies P-v-T de sustancias puras. Describir la sustancia «gas ideal» y la ecuación de

estado de gas ideal.

DEFINICIÓN:

Sustancia pura es aquella que tiene composiciónquímica homogénea e invariable, y esindependiente de la fase o fases que se encuentre.

Ejemplos: el agua, nitrógeno, helio, aire, amoniacoetc.

FASES DE UNA SUSTANCIA:

• Sólido, liquido y gaseoso

PROCESOS DE CAMBIOS DE FASE

• Son situaciones prácticas donde las fases de unasustancia se encuentran en equilibriotermodinámico.

• Ejemplos

• En una refrigeradora el refrigerante pase de líquidoa vapor o viceversa.

• En una caldera: el agua cambia de fase de liquido avapor.

DIAGRAMAS CON LAS TRES FASESa) Diagrama P-v de una sustancia que se contrae

al solidificarse

b) Diagrama P-v de una sustancia que se expande al congelarse

c) Diagrama: P-T

DIAGRAMA DE PROPIEDADES PARA PROCESOS DE CAMBIO DE FASE

a) Diagrama T-v

b) Diagrama P-v

SUPERFICIE P-v-T DE UNA SUSTANCIA QUE SE CONTRAE AL CONGELARSE.

SUPERFICIE P-v-T DE UNA SUSTANCIA QUE SE EXPANDE AL CONGELARSE.

MEZCLA SATURADA DE LIQUIDO Y VAPOR

• Calidad o titulo (x): Es la relación que existe entrela masa de vapor presente en una mezcla liquido-vapor

• Humedad (y): Es la relación de la masa del liquidoexistente en una mezcla liquido-vapor

CALCULO DEL VOLUMEN ESPECÍFICO EN UNA MEZCLA LIQUIDO-VAPOR

• Nota: de manera similar se encuentra la

entalpia, energía interna, entropía

EJERCICIOS DE APLICACIÓN

T(°C) P(kPa) h(kJ/kg) X Descripción de fase

200 0,7

140 1800

950 0.0

80 500

1. completar la tabla para el agua

T(°C) P(kPa) v(m3/kg) X Descripción de fase

-10 320

30 0,015

4064 Vapor saturado

80 600

2. Completar la tabla para el refrigerante R-134a