Este documento trata sobre las propiedades de las sustancias puras y los diferentes estados de materia. Explica que una sustancia pura puede presentarse como sólido, líquido o vapor dependiendo de la presión y la temperatura, y puede estar en dos o tres fases a la vez. También describe cómo la temperatura y el volumen cambian durante el cambio de fase entre líquido y vapor, y cómo las ecuaciones de estado relacionan la presión, volumen y temperatura de los gases.

1. Sustancia Pura
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA
ANTONIO JOSE DE SUCRE
AMPLIACION GUARENAS
ESCUELA: SEGURIDAD INDUSTRIAL

2. Sustancia Pura
Equilibrio de fases; Vapor líquido sólido
en una sustancia pura.
Propiedades independientes de una
sustancia pura.
Ecuaciones de estado para la fase
vapor.
Superficie termodinámica

3. Es toda sustancia que tiene su composición química homogénea e
invariante Ejemplo: el agua, el nitrógeno, el oxígeno, el amoníaco y
muchos más. La sustancia pura puede presentarse en distintas fases:
sólido, líquido y gaseosa. Dependiendo de los valores de presión y
temperatura una sustancia puede estar como sólido, líquido o vapor
o presentarse en dos o tres fases a la vez

4. Considere un sistema formado por 1 Kg. de agua contenido en un conjunto de cilindro-
pistón. Suponga que el pistón y el peso mantienen una presión de0.1 MPa 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. Cuando 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 la última gota de líquido, una transferencia de calor adicional
ocasiona un incremento en la temperatura y el volumen especifico del vapor. El termino
temperatura de saturación o temperatura 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.

5. Una razón importante para introducir el concepto de una sustancia pura es que
el estado de una sustancia pura, comprensible, simple (es decir una sustancia
pura en ausencia de movimiento, gravedad y efectos de superficie, magnéticos o
eléctricos) 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.
Para comprender la importancia del término propiedad independiente,
considérese 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. 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.

6. A partir de observaciones experimentales se ha establecido que el
comportamiento, según las propiedades P, v y T, de gases a baja densidad,
está representado muy aproximadamente por la siguiente ecuación de
estado.
𝑃𝑣 = 𝑅𝐺 . 𝑇
Donde :
𝑅𝑔 =
𝑅𝑈
𝑀
En que 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. Los
valores que se usarán más frecuencia en este texto son: RU = 848
kgfm/kgmol ºK = 1545 pies lbf/lbmol ºR = 1.987 Btu/lbmol ºR

7. Es cuando el Número de mach es mayor que " 0.3" por lo cual se presenten
variaciones apreciables de densidad. Cuando ocurre lo anterior quiere decir
que las variaciones de las presiones y temperaturas también son
significativas. Esas grandes variaciones de temperatura implican que las
ecuaciones de la energía siguientes no se pueden despreciar:
Estas ecuaciones se resuelven simultáneamente para obtener las cuatro
incógnitas siguientes:
1.- Presión
2.- Densidad
3.- Temperatura
4.- Velocidad

8. La superficie termodinámica está formada por presión (p), volumen (v) y
temperatura (T), que sería en resumen P-v-T. Estas superficies son las que
ayudan y permiten identificar los diferentes tipos de estados y como estos
pasan de un estado a otro, más que todo, los resultados se pueden
representar en coordenadas rectangulares y es a esto lo que se llama
superficie P-v-T.
Estas superficies, presión (p), volumen (v) y temperatura (T) sirven para
calcular los valores que pertenecen a una sustancia de trabajo cuando se
encuentra en cualquier estado de la superficie.

9. Gracias por su
atención