AREA DE CONOCIMIENTO:TERMODINÁMICA AREA DE CONOCIMIENTO: TERMODINÁMICA TEMA Nº 2: SUSTANCIAS PURAS UNEFM Ingeniería 1 PUNTO FIJO, JUNIO DE 2008 UNIDAD

1AREA DE CONOCIMIENTO:AREA DE CONOCIMIENTO: TERMODINÁMICATERMODINÁMICA

TEMA Nº 2: SUSTANCIAS PURASUNEFM

IngenieríaIngenieríaPUNTO FIJO, JUNIO DE 2008

UNIDAD CURRICULAR:TERMODINÁMICA

TEMA 2: SUSTANCIAS PURASTEMA 2: SUSTANCIAS PURAS

Prof. : Ing. Johanna M, Krijnen RomeroProf. : Ing. Johanna M, Krijnen Romero

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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

LIQ COMPRIMIDO LIQ SATURADO MEZCLAVAPOR SATURADO

VAPORSOBRECALENTADO




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

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 PVT




DIAGRAMA TERMODINÁMICO

DIAGRAMA TEMP VOLUMEN ESPECÍFICO




DIAGRAMA TERMODINÁMICO

DIAGRAMA PRESIÓN VOLUMEN ESPECÍFICO




MEZCLA SATURADA LIQUIDO VAPOR

total

vaporsat

masa

masaxCalidad

Calculo de propiedades en mezcla.

mt

mfx )1( Humedad

)( fgfmezcla vvxvv

)( fgfmezcla vvxvv




TABLAS DE VAPOR

Tabla de saturación para el agua.




TABLAS DE VAPOR

Tabla de agua sobrecalentada.




INTERPOLACIÓN

Y X

Y1 X1

Y X

Y2 X2

X1 X

X2

Y

2

Y

Y

1

1112

12 )( YXXXX

YYY

aáćác

abb´x

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 Comprimido1) Tsist < Tsat

2) Psist > Psat

3) sist < f

4) hsist< hf

5) usist < uf

6) Ssist < Sf

Estados de Saturación1) 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 Sobrecalentado1) 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

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