Post on 29-Jan-2018
» CONCEPTO DE SUSTANCIA PURA
» FISICA DE LOS PROCESOS DE CAMBIOS DE FASE
» DIAGRAMAS DE PROPIEDADES
» PROCEDIMIENTOS DE CALCULOS
» GAS IDEAL Y SU ECUACION
» OTRAS ECUACIONES DE ESTADO
» Aquella sustancia que tiene una composición química constante y se mantiene igual en todas las fases. ˃ Tiene un solo constituyente!!!!!!
˃ Ejemplos
+ Agua
+ Helio
+ Dióxido de carbono
» Una mezcla de varios compuestos puede ser considerada una sustancia pura bajo determinadas condiciones˃ Ejemplo
+ Aire
» Son las soluciones y las mezclas sustancias puras????
» Una mezcla de aire gaseoso y liquido puede considerarse una sustancia pura?
˃ Respuesta: NO, ya que ambos tienen composiciones diferentes. Los componentes del aire tienen Temperatura de condensación diferentes a una presión determinada
¿Qué estados Uds. Conocen?
http://ed.ted.com/lessons/solid-liquid-gas-and-plasma-michael-
murillo?utm_source=TED-
Ed+Subscribers&utm_campaign=80b6d291dd-
2013_09_219_19_2013&utm_medium=email&utm_term=0_1aacc
ced48-80b6d291dd-47702121
» Una sustancia dentro de una fase puede tener diferentes estructuras
˃ Ejemplo+ Fase sólida del carbono
+ Grafito
+ Diamante
» Moléculas dispuestas en patrón tridimensional (red)
» Fuerzas intermoleculares de atracción elevadas (distancia entre moléculas pequeñas).
» Estas fuerzas son similares a resortes
» Las moléculas en estado sólido oscilan de manera continua respecto a su posición de equilibrio.
» La velocidad de esta oscilación depende de la temperatura.
» Existe un punto, donde la Temperatura es tan alta que las fuerzas intermoleculares disminuyen y se forman grupos de moléculas.
COMIENZO PROCESO DE FUSION
» Las moléculas no se encuentran en posiciones fijas entre sí
» Giran y se trasladan libremente
» Las fuerzas intermoleculares son débiles respecto a las de un sólido
» Las fuerzas intermoleculares son fuertes respecto a los gases
» Las moléculas están muy alejadas entre sí
» No hay orden molecular
» Colisiones entre sí y con el recipiente al azar
» Las moléculas en estado gaseoso tienen un nivel energético mucho mayor que en los restantes estados.
» Es por ello que se requiere de una gran cantidad de energía para condensar o congelar un gas
» Para el estudio y demostración de los principios básicos:˃ se considerará al agua la sustancia base
MIRAR EL EJEMPLO DE LA WEB
http://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.html
» En las condiciones de T= 20ºC y P= 1 atm
» El agua se encuentra en la fase líquida
» Un liquido a punto de evaporarse se llama líquido saturado.
» Aquel vapor que está a punto de condensarse es llamado vapor saturado
» La fase líquida y vapor coexisten y se encuentran en equilibrio.
» Es aquel vapor que dista mucho de condensarse ò es un vapor que no está a punto de condensarse
» La temperatura a la que ebulle un compuesto depende de la presión.
» La temperatura de saturación (Tsat) es la temperatura a la que
una sustancia pura cambia de fase a una determinada presión.
Para fijar un estado de una sustanciapura es necesario conocer por lo menosdos propiedades intensivas o específicasindependientes.
Punto Crítico: (PC)Es el estado donde las fases líquida y gaseosa se confunden. Este punto varíadependiendo de la sustancia tratada y se define por: la presión crítica (Pc), latemperatura crítica (Tc).En los procesos que se llevan a cabo a esta Pc y Tc, no se puede establecer uncambio de fase líquido a vapor y no pasan por un estado de equilibrio.
Punto Triple: (PT)Es una propiedad característica de las sustancias, en el cual coexisten las tresfases, es decir coexisten los estados sólido líquido y gaseoso.
» Estudiaremos el caso del agua, por las siguientesrazones:
1. El comportamiento es análogo en sustancias puras
2. Las tablas son similares en cuanto la forma de
presentar los datos
3. La importancia del agua en los procesos térmicos
» Las relaciones entre las propiedades termodinámicas son complejas.
» Las propiedades se presentan en forma de tablas.
» Tablas de propiedades para vapor sobrecalentado y liquido comprimido
» Tablas de mezclas: liquido-vapor saturado
» Tablas se encuentran al final del libro (apéndice)
» Se encuentran en el S.I. y en el sistema inglés (se diferencian de las otras por una E)
» En las tablas tenemos los valores de entalpía (h) y entropía (s).
» La propiedad entalpía se define como
)(
)/(
kJVPUH
kgkJvPuh
» Durante proceso de evaporación
˃ Para una sustancia pura coexisten dos fases en equilibrio: líquida y vapor
+ CONOCIDA COMO MEZCLA SATURADA LIQUIDO-VAPOR
» Se define x= calidad: “Solo para mezclas”
gfvaporliquidototal
m
m
mmmmm
xtotal
vapor
» Por convención
˃ Un sistema de 2 fases puede ser tratado como una mezcla homogénea.
˃ Por tanto se considerarán las propiedades promedio de la misma.
V: Volumen total, v: volumen específico
ggff
promtotal
vmvmV
vmV
» Análisis anterior para h y U
» Todas las ecuaciones tienen el mismo formato:resumiendo quedaría
Donde y es cualquiera de las variables de las tablas de propiedades
fgfprom
fgfprom
hxhh
uxuu
fgfprom yxyy
» No existen muchas tablas para éste.
» Las propiedades no cambian mucho con la presión.
» A falta de datos se considera “el líquido comprimido como un líquido saturado a la T dada”
» Válido para todas las propiedades
» Para T y P bajas y moderadas, la entalpía es sensible por lo que
)(Tfyy
)( )()()( TsatTfTf PPvhh
» Los valores de u y h no se pueden medir directamente
» Se calculan a partir de propiedades medibles mediante
relaciones entre las propiedades termodinámicas.
» Con lo anterior se determinan cambios y no valores
específicos.
» Por tanto se necesita un valor de referencia
» Para el agua: el estado de referencia es T=0,01°C, para esta T,
se asigna valor 0 a la entalpía y energía interna
1. Indicar el nombre del estado correspondiente, si la sustancia es agua.
a) P=10bar T= 172.96°C _________________
b) T=0°C s=-1.221kJ/kg-K _________________
c) T=374.14°C P= 22.09MPa _________________
d) T=290°C u= 1297.1kJ/kg _________________
e) x=40% T= 420°C _________________
f) P= 75kPa h= 2700kJ/kg _________________
g) P= 1.2544MPa s= 2kJ/kg-K _________________
h) T= -20°C u= 2721.6kJ/kg _________________
i) P= 313kPa v= 0.6822m3/kg _________________
j) h= 2500.6kJ/kg T= -10°C _________________
k) P= 80kPa h= 2700kJ/kg _________________
l) T= 1000°C u= 4045.4kJ/kg _________________
m) x=0% T= 647.3K _________________
n) P= 2MPa s= 6.4309kJ/kg-K _________________
o) P= 40MPa h= 2512.8kJ/kg-K _________________
p) P= 1.6MPa s= 8.2808kJ/kg-K _________________
2.. Determinar el valor de la propiedad indicada y el nombre del estado correspondiente, si la sustancia es agua:
a) T= 172.96°C P=10bar h=_____________ ESTADO: ________
b) P= 200kPa h=2706.7kJ/kg v=_____________ ESTADO: ________
c) T= 250°C s=3.2802kJ/kg-K u=_____________ ESTADO: ________
d) P= 1.6MPa v=0.14184m3/kg T=_____________ ESTADO: ________
e) P=30.6bar u=1009.89kJ/kg h=_____________ ESTADO: ________
f) T=162°C h=2500kJ/kg v=_____________ ESTADO: ________
g) P=0.5MPa s=9.4224kJ/kg-K u=_____________ ESTADO: ________
h) T=124°C v=0.7933m3/kg P=_____________ ESTADO: ________
I) T=300°C P=15bar v=_____________ ESTADO: ________
j) P=10Mpa T=120°C h=_____________ ESTADO: ________