Sustancias puras,propiedades

1. CONCEPTOS TERMODINAMICA APLICADA
SUSTANCIA PURA
Una sustancia que tiene una composición química fija en cualquier parte se llama sustancia pura. El
gua, el nitrógeno, el helio y el dióxido de carbono,por ejemplo, son sustancias puras.
Una sustancia pura no tiene que estar conformada por un solo elemento o compuesto químico. Una
mezcla de varios de éstos también puede ser una sustancia pura siempre y cuando la mezcla sea
homogénea. El aire, por ejemplo,es una mezcla de varios gases, pero con frecuencia se considera como
una sustancia pura porque tiene una composición química uniforme (Fig. 3-1). Sin embargo, la mezcla
de aceite y agua no es una sustancia pura, ya que el aceite no es soluble en agua, por lo que se acumula
en la superficie y se forman dos regiones químicamente distintas.
FASES DE UNA SUSTANCIA PURA
Por experiencia se sabe que las sustancias existen en fases diferentes. A temperatura y presión ambiental
el cobre es un sólido, el mercurio un líquido y el nitrógeno un gas, pero en condiciones distintas, cada
uno podría aparecer en fases diferentes. Aunque son tres las principales —sólida, líquida y gaseosa—,
una sustancia puede tener varias fases dentro de la principal, cada una con distinta estructura molecular.
Por ejemplo, el carbono existe como grafito o diamante en la fase sólida, el helio tiene dos fases líquidas
y el hierro tres fases sólidas.
A presiones altas, el hielo existe en siete fases diferentes. Una fase tiene una configuración molecular
distinta, es homogénea en todas partes y está separada de las demás fases por superficies frontera de fácil
identificación.
Las dos fases del H2O en el agua helada representan un buen ejemplo de esto.
TABLAS DE PROPIEDADES
Para la mayor parte de las sustancias, las relaciones entre propiedades termodinámicas son demasiado
complejas para expresarse por medio de ecuaciones simples; por lo tanto, las propiedades suelen
presentarse en forma de tablas.
Algunas propiedades termodinámicas se miden con facilidad, pero otras no y deben calcularse a través
de las relaciones que involucren propiedades medibles.
Los resultados de estas mediciones y cálculos se presentan en tablas con un formato conveniente. En el
siguiente análisis se utilizan tablas de vapor de agua para mostrar el uso de tablas de propiedades
termodinámicas. Para otras sustancias, las tablas de propiedades se utilizan de la misma manera.
Para cada sustancia las propiedades termodinámicas se listan en más de una tabla, ya que se prepara una
para cada región de interés, como las de vapor sobrecalentado, de líquido comprimido y de saturación
(mezcla). Estas tablas se presentan en el apéndice del libro, tanto en unidades del SI como inglesas.
Las que están en unidades inglesas tienen el mismo número que las correspondientes en el SI, seguidas
de un identificador E. Las tablas A-6 y A-6E, por ejemplo, contienen las propiedades del vapor de agua
sobrecalentado, la primera en unidades del SI y la segunda en inglesas. Antes de iniciar la exposición
de las tablas es conveniente definir una nueva propiedad llamada entalpía.