Las sustancias puras y su comportamiento termodinámico son cruciales en la ingeniería. Se analizan estados como líquido saturado, subenfriado y vapor sobrecalentado. Los diagramas de fase son herramientas esenciales para el diseño y análisis de sistemas de generación de energía y procesos industriales, permitiendo cálculos precisos de propiedades termodinámicas.
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Las sustancias puras tienen una composición química uniforme que no varía en distintas fases
Sólida, Líquida y Gaseosa
Las sustancias puras pueden existir en diferentes fases, como sólida, líquida o gaseosa
Las sustancias puras tienen propiedades definidas y constantes, como puntos de fusión y ebullición
Saturado
Un líquido saturado está en equilibrio con su vapor a una temperatura y presión de saturación dadas
Subenfriado
Un líquido subenfriado tiene una temperatura menor a la de saturación para una presión específica
Comprimido
Un líquido comprimido se encuentra a una presión superior a la de saturación para su temperatura actual
El vapor húmedo es una mezcla de fases líquida y gaseosa en equilibrio a una temperatura y presión de saturación
La calidad del vapor se calcula dividiendo la masa del vapor por la masa total de la mezcla y se expresa como un porcentaje
La calidad del vapor es esencial para determinar propiedades termodinámicas y para el diseño y operación eficiente de equipos como turbinas de vapor y calderas
Vapor Seco
El vapor seco es un tipo de vapor saturado con una calidad del 100%, lo que significa que está libre de líquido
El vapor sobrecalentado tiene una temperatura más alta que la temperatura de saturación a una presión dada, lo que implica que ha sido calentado más allá del punto de ebullición
PT
El diagrama PT muestra las regiones de las fases sólida, líquida y gaseosa en función de la presión y temperatura
PV
El diagrama PV muestra las fases en relación con la presión y el volumen específico
TV
El diagrama TV representa las fases en función de la temperatura y el volumen específico
Los diagramas de fase son herramientas fundamentales para entender los puntos críticos y el punto triple, y son indispensables para el análisis y diseño de procesos termodinámicos
Con datos de presión y temperatura, se puede identificar el estado termodinámico de una sustancia, lo que es esencial en la ingeniería para resolver problemas prácticos
Los diagramas de fase permiten visualizar los estados termodinámicos y realizar cálculos precisos de propiedades como el volumen específico y la energía interna
El conocimiento de los estados termodinámicos y la habilidad para interpretar diagramas de fase son esenciales en el diseño y análisis de sistemas de generación de energía y procesos industriales
00
Fases de una sustancia pura
Sólida, líquida, gaseosa; dependen de temperatura y presión.
01
Punto de fusión y ebullición
Temperaturas específicas donde la sustancia cambia de fase.
02
Temperatura y presión de saturación
Condiciones donde la sustancia cambia de fase manteniendo una variable constante.
