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1. Transformaciones físicas de sustancias
puras

2. FASES Y TRANSICIONES DE FASE.
Fase: Porción homogénea de un sistema.
Las propiedades macroscópicas intensivas
son idénticas en cualquier punto del sistema
Sistema homogéneo:
Formado por una fase.
Sistema heterogéneo:
Formado por más de una fase.
Varios componentes Un solo componente
(sustancia pura)

3. Transición de fase: Conversión de una fase en otra.
Gas
Líquido
Sólido
Sublimación
Vaporización
Fusión
Condensación
Solidificación
Deposición

4. Cambios de estado
• Para una sustancia pura Gm=μ
• La tendencia del sistema a p y T constantes :
hacia valores menores de G.
• Para sustancias puras la tendencia es en la
dirección de la disminución de μ.

5. Estabilidad de las fases
Principio:
«Cuando una muestra esta en equilibrio, su
potencial químico es uniforme,
independientemente de cuantas fases estén
presentes.»
Ejemplo: Si un sólido y un líquido están en
equilibrio el potencial químico es el mismo en
ambas fases μ(s)= μ(l)

6. Estabilidad termodinámica de fases
entonces (dGm/dT)p = -Sm
(d μ /dT)p = -Sm
(dG/dT)p = -S

7. Al aumentar T, el m de una
sustancia pura disminuye
(S > 0)
La pendiente es mas
pronunciada para gases
que para líquidos y sólidos
En cada temperatura la
sustancia fluye a la fase de
menor potencial químico.
Tf: temperatura de fusión
μ(s)= μ(l)
Tb:Temperatura de ebullición
μ(l)= μ(g)
Potencial químico estándar , temperatura
y cambios de fase

8. Dependencia de Tf y Tb con la
presión
Según :
Un aumento de p, incrementa μ, siendo el
aumento mayor para gases que para sólidos y
líquidos. ( Vm(g)≈ 1000 Vm(l) )
Un aumento de p implica un leve aumento de μ(l)
con respecto a μ(s) y un gran aumento de μ(g) con
respecto a μ(l)
( / )T mp Vm  

10. Equilibrio de fases y diagrama de fases

11. • Regiones generales de p y T donde son estables s,
l, g (μ mínimo)
• Los límites entre regiones corresponden a valores
de p y T donde dos fases coexisten (sus potenciales
químicos son iguales.
• Para un equilibrio entre las fases α y β:
μ α(p,T)=μ β(p,T)
La ec. Anterior relaciona los valores de p y T en los
cuales existe un equilibrio entre las dos fases.
La solución para p en función de T permite obtener
una ecuación para el límite de fases.

12. • La presión de un vapor en equilibrio con su
fase condensada se llama presión de vapor
(PV) de la fase condensada(líq. o sól).
• Para los límites de fase l/V o S/V , las curvas de
p en función de T muestran la dependencia de
las PV del líquido y el sólido de la T

13. Límites de fases
• Análisis en función de sus pendientes.
(Buscar una ecuación dp/dT)
Supóngase que p y T cambian
infinitesimalmente, de tal manera que las dos
fases α y β permanecen en equilibrio (antes y
después del cambio los potenciales químicos
son iguales
Por lo tanto dμ(α) =dμ(β)

14. • Si dμ=-SmdT +Vdp
dμ(α) =dμ(β)
-Sm,αdT+Vm,αdp=-Sm,βdT+Vm,βdp
{Vm,β- Vm, α }dp={Sm,β- Sm,α}dT
dp/dT=∆Sm/∆Vm Ecuación de Clapeyron
Cambios de entropía molar y volumen molar al ocurrir
el cambio

15. Frontera sólido - líquido
• ∆Sfus,m=∆Hfus,m/Tf
• dp/dT= ∆Hfus,m/Tf∆Vm,fus
• ∆Hfus,m >0
• ∆Vfus,m : por lo general >0 y pequeño
• dp/dT es empinada y por lo general >0
, 2
2 1
, 1
ln
fus m
fus m
H T
P P
V T

 


16. Frontera líquido-vapor y sólido-vapor
, , ,m m g m l m gV V V V   
y si el gas se comporta como gas ideal 2
,
m m m
m m g
H H P HdP
dT T V TV RT
  
  

2
ln mHd P
dT RT


Ecuación de
Clausius-Clapeyron
m
m
HdP
dT T V



2 2
1 1
2
ln
P T
mP T
dT
d P H
RT
   si T pequeño
H=cte
2
1 2 1
1 1
ln mHP
P R T T
 
   
 