FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA Gases ideales Equipo docente: Antonio J. Barbero García Alfonso Calera Belmonte Mariano Hernández Puche Departamento de Física Aplicada UCLM

GASES IDEALES ECUACIÓN DE ESTADO PRIMER PRINCIPIO Sistema

PROPIEDADES DE UN SISTEMA Entalpía específica Energía interna específica Calores específicos Trabajo Relación entre los calores específicos para un gas ideal Relación de Mayer

APLICACIÓN DEL PRIMER PRINCIPIO A UN GAS IDEAL

MEZCLA DE GASES IDEALES. MODELO DE DALTON Gas ideal formado por partículas que ejercen fuerzas mutuas despreciables y cuyo volumen es muy pequeño en comparación con el volumen total ocupado por el gas. Cada componente de la mezcla se comporta como un gas ideal que ocupase él sólo todo el volumen de la mezcla a la temperatura de la mezcla. Consecuencia: cada componente individual ejerce una presión parcial, siendo la suma de todas las presiones parciales igual a la presión total de la mezcla. Fracción molar La presión parcial de cada componente es proporcional a su fracción molar

FASE: Estado de agregación físicamente homogéneo y con las mismas propiedades. CAMBIOS DE FASE: Calor latente de cambio de estado CAMBIOS A PRESIÓN CONSTANTE: Entalpía de cambio de estado S L 80 kcal/kg Agua: L V 540 kcal/kg

CAMBIOS DE ESTADO DEL AGUA Los cambios de estado llevan asociados intercambios de energía: calor latente de cambio de estado Cuando el cambio de estado es a presión constante  entalpía de cambio de estado Ejemplo: agua a 1 atm sometida a un calentamiento continuo T (ºC) hielo + agua agua + vapor 100 540 kcal/kg 80 kcal/kg 1 kcal/kg·ºC  0.5 kcal/kg·ºC q hielo agua vapor El cambio líquido  vapor lleva asociado un gran intercambio de energía!

Aire húmedo: aire seco + vapor de agua (COMPOSICIÓN AIRE SECO: Véase Tema 2) El aire húmedo en contacto con agua líquida se describe con arreglo a las idealizaciones siguientes: 1) El aire seco y el vapor se comportan como gases ideales independientes. 2) El equilibrio de las fases líquida y gaseosa del agua no está afectada por la presencia de aire. Vapor Aire húmedo Aire saturado Aire seco Líquido Presión de vapor (tensión de vapor) Presión de vapor de saturación: función de T

Diagrama de Fases. Curva líquido-vapor (agua) SATURACIÓN: Coexistencia de fase líquida y fase gaseosa siendo la presión de vapor igual al valor indicado por la curva de equilibrio líquido- vapor a cada temperatura Presión de vapor (tensión de vapor) http://www.lsbu.ac.uk/water/ phase.html Diagrama fases agua http://www.chemistrycoach.com/ Phase_diagram.htm 0.024 Coordenadas punto triple: 0.01 ºC, 0.00611 bar Properties of Water and Steam in SI-Units (Ernst Schmidt) Springer-Verlag (1982)

Interpolación lineal 1 2 i