Identificazione e Proprietà delle Sostanze Pure

Identificazione e Proprietà delle Sostanze Pure

Le sostanze pure sono materiali omogenei con composizione chimica definita e proprietà termodinamiche costanti, quali punto di fusione, punto di ebollizione e densità. Queste proprietà permettono di identificare e classificare le sostanze pure. Un Sistema Semplice Comprimibile (SSC) è un modello termodinamico che rappresenta un sistema chiuso, senza partizioni interne, contenente un fluido in equilibrio termodinamico, chimicamente puro e fisicamente omogeneo. Il Principio di Stato afferma che, per un SSC, due proprietà intensive indipendenti, come la temperatura e il volume specifico, sono sufficienti per definire completamente lo stato termodinamico del sistema. Una volta note queste due proprietà, è possibile calcolare tutte le altre, come la pressione e l'energia interna, attraverso relazioni di stato specifiche per la sostanza in esame. In condizioni di equilibrio, le proprietà specifiche, come l'energia interna per unità di massa (u) e il volume specifico (v), sono direttamente correlate a proprietà intensive come la pressione (p) e la temperatura (T), permettendo così una descrizione completa dello stato fisico del sistema.

Diagrammi e Relazioni p-v-T delle Sostanze Pure

I diagrammi di fase e le relazioni p-v-T (pressione-volume-temperatura) sono strumenti fondamentali per comprendere il comportamento delle sostanze pure sotto diverse condizioni di stato. Questi diagrammi grafici rappresentano le fasi di una sostanza (solido, liquido, gas) e le transizioni di fase in funzione della pressione e della temperatura. Le curve di equilibrio sul diagramma indicano le condizioni in cui coesistono due fasi. Il punto triplo e il punto critico sono punti caratteristici del diagramma di fase che rappresentano rispettivamente le condizioni in cui tutte e tre le fasi coesistono in equilibrio e il punto oltre il quale non è possibile distinguere tra la fase liquida e quella gassosa. Le equazioni di stato, come l'equazione di stato ideale dei gas o l'equazione di Van der Waals per i gas reali, forniscono relazioni matematiche tra p, v e T che descrivono il comportamento termodinamico delle sostanze in diverse condizioni. La comprensione di questi diagrammi e relazioni è essenziale per l'analisi e la progettazione di processi in ingegneria chimica, fisica e in molte altre applicazioni scientifiche e industriali.