República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación Universitaria, Ciencia y Tecnología

Instituto Universitario de Tecnología “Antonio José de Sucre”Núcleo Guarenas

Mecánica IndustrialMención Mantenimiento Mecánico

Curso: TermodinámicaEspecialidad: Área Tecnológica

Facilitador: Participante:Ranielina Rondón  Luna Longart José Gregorio C.I 22.047.799

Guarenas, 31 de Mayo de 2016

Sustancia PuraSustancia Pura

Definición de Sustancia PuraDefinición de Sustancia Pura

Una sustancia pura es aquella que tiene una composición química homogénea e invariable puede existir en más de una fase pero la composición química es la misma en todas las fases.

EjemploEjemplo; El agua líquida, una mezcla de hielo y agua y una mezcla de agua líquida y vapor de agua son todas sustancias puras; cada fase tiene la misma composición química.

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Equilibrio de fases; Vapor líquido sólido en una Equilibrio de fases; Vapor líquido sólido en una sustancia pura.sustancia pura.

Cualquier sistema evoluciona de forma espontánea hasta alcanzar el equilibrio, y que es posible determinar si un sistema está en equilibrio con su entorno si el universo o si las funciones de estado del sistema permanecen constantes con el tiempo.

En caso contrario, analizando como variarían estas funciones de estado se puede determinar en que sentido evolucionará el sistema.

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Equilibrio de fases; Vapor líquido sólido en una Equilibrio de fases; Vapor líquido sólido en una sustancia pura.sustancia pura.

Ejemplo; Ejemplo; Un sistema formado por 1 Kg. de agua contenido en un conjunto de cilindro-pistón, el pistón y el peso mantienen una presión de 0.1MPa en el cilindro y que la temperatura inicial es de 20°C, a medida que se transfiere calor al agua la temperatura se eleva un poco, el volumen específico aumenta ligeramente y la presión se mantiene constante.

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Si la temperatura llega a 99,6°C, una transferencia adicional de calor provoca un cambio de fase, algo del líquido se transforma en vapor durante este proceso tanto la temperatura como la presión permanecen constantes pero el volumen especifico se incrementa considerablemente. Cuando se ha evaporado el líquido, una transferencia de calor adicional ocasiona un incremento en la temperatura y el volumen especifico del vapor.

Equilibrio de fases; Vapor líquido sólido en una Equilibrio de fases; Vapor líquido sólido en una sustancia pura.sustancia pura.

El termino temperatura de saturación temperatura de saturación o temperatura de ebullicióntemperatura de ebullición designa la temperatura a la cual se lleva a cabo la evaporación a una presión dada. Esta presión se llama presión de saturación para la temperatura dada.

La temperatura de saturación es aquella que a una presión dada una sustancia puede cambiar de fase.

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Equilibrio de fases; Vapor líquido sólido en una Equilibrio de fases; Vapor líquido sólido en una sustancia pura.sustancia pura.

Si una sustancia existe como líquido a la temperatura y presión de saturación, se llama liquido saturado. Este es un líquido que está apunto de evaporarse. Cuando la temperatura del líquido es menor que la temperatura de saturación para la presión existente, se llama liquido sobre enfriado (lo cual indica que la temperatura es menor que la temperatura de saturación para la presión dada) o liquido comprimido (lo cual significa que la presión es mayor que la presión de saturación para la temperatura dada)

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Equilibrio de fases; Vapor líquido sólido en una Equilibrio de fases; Vapor líquido sólido en una sustancia pura.sustancia pura.

Si una sustancia existe como vapor a la temperatura de saturación, se llama vapor saturado. Este es un vapor que está a punto de condensarse. Cuando el vapor está a una temperatura superior a la temperatura de saturación, se dice que existe como vapor sobrecalentado.

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Otro término importante es el de mezcla saturada que es una sustancia que está entre los estados de líquido saturado y vapor saturado.

Presión de saturación: presión a la cual una sustancia puede cambiar de fase a una temperatura dada.

Propiedades Independientes de una Sustancia PuraPropiedades Independientes de una Sustancia Pura

El estado de una sustancia pura, comprensible, simple se define por dos propiedades independientes. Por ejemplo, si se especifican la temperatura y el volumen especifico del vapor sobrecalentado, se determina el estado del vapor.

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Los estados de líquido saturado y vapor saturado de una sustancia pura. Estos dos estados tienen la misma presión y la misma temperatura, pero definitivamente no son el mismo estado.

Por lo tanto, en un estado de saturación, la presión y la temperatura no son propiedades independientes.

Propiedades Independientes de una Sustancia PuraPropiedades Independientes de una Sustancia Pura

Para especificar el estado de saturación de una sustancia pura se requieren dos propiedades independientes como la presión y el volumen específico, o la presión y la calidad.

Para una masa de control difásica, la calidad varía desde 0, cuando la masa de control está compuesta únicamente de líquido saturado, hasta 1, cuando está constituida únicamente por vapor saturado.

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Con frecuencia, la calidad también se expresa como un porcentaje. Obsérvese que la calidad sólo está definida para la mezcla difásica constituida por líquido y vapor.

Ecuaciones de estado para la fase vaporEcuaciones de estado para la fase vapor

Ecuación de estado: Pv = RgTen donde, Rg = Ru/M.

Rg del gas, M el peso molecular y Ru es la constante universal de los gases. El valor de Ru depende de las unidades elegidas para P, v y T.

Cuando el Número de mach es mayor que " 0.3" por lo cual se presenten variaciones apreciables de densidad.

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Estas ecuaciones se resuelven simultáneamente para obtener las cuatro incógnitas siguientes:

1.- Presión2.- Densidad3.- Temperatura4.- Velocidad

Superficie termodinámicaSuperficie termodinámica

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En la imagen se muestra una sustancia como el agua donde el volumen especifico disminuye durante la congelación, y en otra el proceso contrario, donde el volumen aumenta durante el proceso de congelación.

Superficie termodinámicaSuperficie termodinámica

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En estos diagramas la presión, el volumen especifico y la temperatura se grafican sobre coordenadas mutuamente perpendiculares y así, cada posible estado de equilibrio está representado por un punto sobre la superficie.

Superficie termodinámicaSuperficie termodinámica

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Esto se deduce directamente del hecho de que una sustancia pura contiene únicamente dos propiedades intensivas independientes. Todos los puntos a lo largo de un proceso se encuentran sobre la superficie ya que este proceso siempre pasa a través de los estados de equilibrio.

ConclusiónConclusión

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El estudio de las sustancias puras en un campo muy amplio, y aunque por el simple nombre suena sencillo, estas contienen una gran cantidad de propiedades y características, como lo son su composición química y temperatura, una rama muy importante a analizar sobre este tema, son sus aplicaciones y el uso de estas en el campo científico, así como sus efectos como pueden ser efectos de superficie, eléctricos o magnéticos entre muchos otros.