TEMA 2: SUSTANCIAS PURAS Prof. : Ing. Johanna M, Krijnen Romero PUNTO FIJO, JUNIO DE 2008 UNIDAD CURRICULAR: TERMODINÁMICA TEMA 2: SUSTANCIAS PURAS Prof. : Ing. Johanna M, Krijnen Romero UNEFM Ingeniería

PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS SUSTANCIA PURA: Aquellas que conservan una composición fija e invariable y cuyas propiedades físicas y químicas son siempre las mismas. Ejemplo: Agua, Nitrógeno, helio y Dióxido de carbono NO tiene que ser de un solo elemento químico o compuesto. Ejemplo el AIRE Una mezcla de dos o más fases de una misma sustancia pura sigue siendo sustancia pura siempre que la composición química de las fases sea la misma.

FASES DE LAS SUSTANCIAS PURAS Sólido Líquido Gaseoso

PROCESOS DE CAMBIO DE FASES DE LAS SUSTANCIAS PURAS

PROCESOS DE CAMBIO DE ESTADO VAPOR SATURADO VAPOR SOBRECALENTADO LIQ COMPRIMIDO LIQ SATURADO MEZCLA

DIAGRAMAS DE FASE DIAGRAMA P-T En TERMODINÁMICA se denomina diagrama de fase o diagrama de cambio de estado a la representación gráfica de las fronteras entre diferentes ESTADOS DE LA MATERIA, generalmente en función de la PRESIÓN y la TEMPERATURA.

DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS DIAGRAMA PVT El diagrama PVT es la representación en el espacio tridimensional Presión - Volumen específico - Temperatura de los estados posibles de un compuesto químico. Las superficies delimitan las zonas de existencia de la fase sólida, la fase líquida y la fase gaseosa. Nótese que para una fase dada P, V y T están relacionados por la ecuación de estado (tal como la ecuación de los gases perfectos o la ley de deformación elástica para los sólidos).

DIAGRAMA TERMODINÁMICO DIAGRAMA TEMP VOLUMEN ESPECÍFICO

DIAGRAMA TERMODINÁMICO DIAGRAMA PRESIÓN VOLUMEN ESPECÍFICO

MEZCLA SATURADA LIQUIDO VAPOR Humedad Calculo de propiedades en mezcla.

TABLAS DE VAPOR Tabla de saturación para el agua.

TABLAS DE VAPOR Tabla de agua sobrecalentada.

INTERPOLACIÓN O expresada de otra manera TEMPERATURA PRESIÓN X1 X X2 Y2 Y Y1 Y X Y1 X1 Y2 X2 O expresada de otra manera TEMPERATURA PRESIÓN (a) 290 F--------------------------> 57.53 PSIA ( a’ ) (b) 295 F--------------------------> X ( b’ ) (c) 300 F -------------------------> 66.98 PSIA ( c’ ) X = b’ = [ ( b - a ) / ( c-a ) ] . ( c’- a’ ) + a’. X =[ ( 295 - 290 ) / ( 300 -290 ) ] . ( 66.98 - 57.53 ) + 57.53 = 62.255 PSIA

DETERMINACIÓN DE ESTADO Liquido Comprimido 1) Tsist < Tsat 2) Psist > Psat 3) sist < f 4) hsist< hf 5) usist < uf 6) Ssist < Sf Estados de Saturación 1) sist > f y sist < g f < sist < g (mezcla) 2) hsis > hf y hsist < hg hf < hsist < hg (mezcla) 3) usis > ut y usist < ug uf < usist < ug (mezcla) 4) ssist > sf y ssist < sg sf < ssist < sg (mezcla) 5) Psist = Psat y Tsist=Tsat (Estado de saturación indefinido) 6) Psist = Psat y sist=g (Vapor saturado) 7) Tsist = Tsat y sist = g (Vapor saturado) 8) Psist = Psat y sist = f (Líquido saturado) 9) Tsist = Tsat y sist = f (Líquido saturado) Vapor Sobrecalentado 1) Tsist > Tsat 2) Psist < Psat 3) sist > g 4) hsist > hg 5) usist > ug 6) Ssist > sg

DETERMINACIÓN DE ESTADO Determine los datos requeridos del agua para las siguientes condiciones: La presión y el volumen específico de líquido saturado a 150ºF. La temperatura y la entalpía del vapor saturado a 80ºF El volumen específico y la energía interna a 140 psia y 500 ºF La temperatura y el volumen específico a 100 psia y una calidad de 80 %. El volumen específico y la entalpía a 100 ºF y 1500 psia. La presión y la entalpía específica a 300ºF y 70% de calidad. La temperatura y la energía interna específica a 200 psia y una entalpía de 1268,8 Btu/lbm La calidad de un volumen específico a 370 ºF y una entalpía de 770 Btu/Lbm Energía interna y el volumen específico a 240 ºF y una entalpía de 1160,7 Btu/Lbm La presión y la entalpía a 500ºF y una energía interna de 1171,7 Btu/Lbm La temperatura y el volumen específico a 2000psia y una entalpía de 73,3 Btu/Lbm