1. Propiedades Termodinámicas del Agua y Vapor de Agua (Actualizado al 15 Octubre 1999) <br />7.3.1 Aspectos Generales:<br />De los fluidos termodinámicos de importancia a estudiar, sin duda el agua y vapor de agua es uno de los esenciales. El agua es un excelente fluido desde el punto de vista de que es abundante, no tóxico, barato y además transporta importantes cantidades de energía si hay cambio de fase.<br />Debemos distinguir varias zonas de importancia para el estudio termodinámico de las propiedades del agua. Estas son:<br />Zona del Sólido: es la zona que corresponde a las propiedades del hielo.Veremos un diagrama de fase que muestra las diferentes zonas y tipos de hielo que existen<br />Zona del líquido: incluye la interfase sólido líquido. Hablaremos un poco de estos cambios de fase.<br />Zona de vapor: estudio elemental de la campana de cambio de fase y zona de vapor sobrecalentado.<br />Zona de gas: es la zona en que estamos sobre la temperatura crítica.<br />Si bien en los párrafos que siguen nos referiremos en especial al agua y vapor de agua, muchas de las ideas y conceptos que se exponen son aplicables a otros fluidos.<br />7.3.1.1 Zona del Sólido:<br />El hielo de agua tiene una estructura cristalina muy compacta. A medida que las condiciones de presión y temperatura varían, se pueden formar diferentes estructuras cristalinas. En la siguiente figura vemos ilustrado una superficie que representa las propiedades del agua en la zona del sólido (hielo): <br />Propiedades del Hielo en diagrama p-V-T a diferentes presiones y temperaturas<br />En la figura podemos ver que para presiones y temperaturas corrientes existe el llamado hielo I, pero a presiones elevadas aparecen diversas fases nuevas de hielo.<br />7.3.1.2 Zona de Líquido:<br />Aprovecharemos de definir algunos conceptos básicos:<br />Líquido saturado: se dice que el líquido está saturado si al agregar energía (calor), una fracción de él pasa a la fase vapor. A presión ambiente (1 bar) esto ocurre a los 100ºC de temperatura. La energía agregada produce un cambio de fase y es un aporte de calor latente.<br />Líquido subsaturado: en este caso al agregar energía al líquido, esto se traduce en un aumento de temperatura. La energía agregada produce un cambio de temperatura y es un aporte de calor sensible.<br />En este caso hay aumento de volumen en la solidificación. También podemos ver que a medida que nos alejamos de la temperatura crítica (Cr en la figura) el comportamiento del fluido se asemeja más aun gas perfecto. <br />7.3.1.3 Zona de Vapor y Gas:<br />En la siguiente fihura se visualiza la superficie p-V-T que representa las propiedades del agua y vapor de agua en todo un rango de presiones y temperaturas. Al proyectar las curvas sobre una superficie p-T se obtienen las líneas de cambio de fase: fusión (cambio de sólido a líquido); vaporización (cambio de líquido a vapor); sublimación (cambio de sólido a vapor). El punto de encuentro entre estas tres líneas define el punto triple que es donde coexisten en equilibrio las fases sólido, líquido y vapor. <br />
