Este documento resume las propiedades de las sustancias puras y los diagramas de fases. Explica que una sustancia pura puede existir en varias fases como sólido, líquido y vapor. Describe los diagramas de presión-volumen, temperatura-volumen y presión-temperatura. También explica conceptos como punto triple, saturación, calidad y humedad. Finalmente, indica cómo usar tablas de vapor para determinar las propiedades de una sustancia en diferentes estados.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE ANCASH
“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”
SEMESTRE 2014- I
NELLY CASTRO VICENTE
nellyraquelca@hotmail.com
DEL ESFUERZO DE SUS
HIJOS DEPENDE EL
PROGRESO DE LOS PUEBLOS
UNASAM

2. Demostrar las fases de una sustancia pura. 1
2
Ilustrar los diagramas de propiedades P-v, T-v y P-T de sustancias puras.
Demostrar el procedimiento que permite determinar el estado de una sustancia pura, con el uso de las tablas.
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MaNelly Castro Vicente

3. Sección de Ingeniería de los Alimentos
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Esaquellaquetieneunacomposiciónquímicahomogéneaeinvariablequepuedeexistirenmásdeunafase.Unamezcladevarioselementosocompuestosquímicostambiénesunasustanciapura,siempreycuandoseahomogénea.
Ejemplosdesustanciaspurasson:elagua,nitrógeno,helio,oxigeno,freón-12yeldióxidodecarbono,mezcladehielo- aguayelairemientrasestesemantengaensuestadogaseoso,tieneunacomposiciónquímicayhomogénea.

4. Sección de Ingeniería de los Alimentos
MaNelly Castro VicenteEl agua puede existir en las fases :
Solido (s)
Liquido ( f)
Vapor (g).
Liquido-vapor (fg),

5. Sección de Ingeniería de los Alimentos
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Estos diagramas son tres: I. Diagrama Presión vs. Volumen específico (P-v) II. Diagrama Temperatura vs. Volumen específico (T-v) III. Diagrama Presión vs. Temperatura (P-T).

6. *1: Líquido comprimido
*2: Líquido saturado
*3: Mezcla Líquido-Vapor
*4: Vapor Saturado
*5: Vapor Sobrecalentado
*6: Punto crítico
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41-2:Saturaciónsolido–vapor
2:Puntotriple2-3:Saturaciónsolido–liquido2-4:Saturaciónliquido–vapor4:puntocritico

9. Sección de Ingeniería de los AlimentosMaNelly Castro VicentePUNTOTRIPLE:eselestadoenelcuallastresfasesdeunasustanciapuedencoexistirenequilibrio,esunestadodondesepuedetenerhielo,líquidoyvaporalmismotiempo.
Temperaturas y presiones del punto triple de varias sustancias

10. Sección de Ingeniería de los Alimentos
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Puntoenelcuallosestadoslíquidosaturadoyvaporsaturadosonidénticos.Alapresión,volumenespecíficoytemperaturaenestepuntoselesconocecomovalorescríticos(valoresmáximos).Sedaenlapuntasuperiordelacampanadeliquido+vaporenundiagramaT-Volumenespecifico.
Pc=Presióncrítica
vc=Volumenespecíficocrítico
Tc=Temperaturacrítica

11. Sección de Ingeniería de los Alimentos
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Cuandolasustanciaestácomolíquidaaunatemperaturamenorquelatemperaturadesaturación(T<Tsat)paraunapresióndeterminada.

12. Sección de Ingeniería de los Alimentos Ma Nelly Castro Vicente
Es aquel que está a
punto de evaporarse.
Es importante notar
que cuando una
sustancia pura está
como líquido
saturado ésta se
halla totalmente en
ese estado, como
líquido, nada de
vapor.

13. Sección de Ingeniería de los AlimentosMaNelly Castro Vicente
Llamadotambiénmezclasaturadaobifásica.Esunestadoendondedentrodeunsistematenemosliquidoalmismotiempoquetenemosvapor.Unejemplodeestoeslapreparacióndeunasopaenunaollaapresiónendondealcabodealgunosminutoshabráaguayvapordentrodeellaaciertapresiónúnicaparaambasfasesdelasustancia

14. Sección de Ingeniería de los Alimentos
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Sedenominaasíaunvaporqueseencuentraencondicionesdeequilibrioconsulíquido. Enesteestadotenemosquelaúltimagotadelíquidosetransformaenvapor.

15. Sección de Ingeniería de los Alimentos
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Eselvaporqueestaaunatemperaturamasaltaquelatemperaturadevaporsaturado,porlocualsigueestandotodacomovaporperoyanoestaapuntodecondensarseodeformarpequeñasgotasdeliquido.Esdecirlasustanciaestacomotodavaporaunatemperaturamayorquelatemperaturadesaturación.

16. Sección de Ingeniería de los Alimentos
MaNelly Castro VicenteAunadeterminadapresión,latemperaturaalaqueunasustanciapuracambiafaseselellamaTemperaturadesaturación(Tsat).Delmismomodoaunatemperaturadeterminada,lapresiónalaqueunasustanciapuracambiadefasesellamaPresióndesaturación. Ejemplo:Sesabequeelaguaebulle,osecomienzaaevaporara100ºC,perolohaceaesatemperaturaporquelapresiónalaqueseencuentraeslapresiónatmosféricaquees1atmosfera. Ahoravolviendoalejemplo,sipreguntancualeslatemperaturadesaturaciónparaelaguaaunapresiónde1atm=101.325Kpa,larespuestacorrectaseria100ªC.Ysipreguntansobrelapresióndesaturaciónparaunatemperaturade100ªC,larespuestacorrectaseria1atmosfera.

17. Sección de Ingeniería de los Alimentos
MaNelly Castro VicenteVariación, con la altitud de la presión atmosférica estándar y la temperatura de ebullición (saturación) del agua.

18. Sección de Ingeniería de los Alimentos
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Lastablasdevaporsuministranlosvaloresdelasustanciaenlazonalíquido- vapor.Tenemoslatabladetemperaturasdondesemuestranlosvaloresapartirdelastemperaturasdistribuidasenescalacreciente,hastallegaralpuntocríticoylatabladepresiones,ídemperoconlaspresiones.Tantolapresióncomolatemperaturasondesaturaciónylosdatosdevolumenespecífico,energíainterna,entalpíayentropíaqueencontraremossedividenendosdatos:eldelíquidosaturadoyeldevaporsaturado

19. Sección de Ingeniería de los Alimentos
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El subíndice “f” se utiliza para indicar:
vf; volumen específico de líquido saturado.
uf; energía interna especifica de líquido saturado
hf; entalpía específica de líquido saturado.
sf; entropía específica de líquido saturado.
El subíndice “g” se utiliza para indicar:
vg; volumen específico de vapor saturado.
ug; energía interna especifica de vapor saturado
hg; entalpía específica de vapor saturado.
sg; entropía específica de vapor saturado.

20. Sección de Ingeniería de los Alimentos
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El subíndice “fg” se utiliza para indicar:
Vfg=diferenciaentrevgyVf(esdecir,Vfg=Vg–Vf)
hfg=entalpíadevaporización(ocalorlatentedevaporización)yrepresentalacantidaddeenergíanecesariaparaevaporarunamasaunitariadeliquidosaturadoaunatemperaturaopresióndeterminadas.Disminuyecuandoaumentalatemperaturaolapresiónysevuelveceroenelpuntocritico.

21. Sección de Ingeniería de los Alimentos
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23. Sección de Ingeniería de los Alimentos
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24. CALIDADoTítulo(X):Sedefinecomolarazónentrelamasadevaporylamasadelamezcla.Suvalorseencuentrasiempreentre0paralíquidosaturadoy1paravaporsaturado(0%y100%)
x = mvapor/ mtotal
Donde:
mtotal= mlíquido+ mvapor
m total= mf+ mgSección de Ingeniería de los AlimentosMaNelly Castro Vicente

25. Humedad(Y):sedefinecomolarazónentrelamasadelíquidoylamasadelamezcla.
Y = mlíquido/ mtotal
X + Y = 1.0
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26. Sección de Ingeniería de los Alimentos
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Para saber en que estado ó región se halla la mezcla, se cuenta con los siguientes valores de la calidad.
Vapor sobrecalentado: X > 1.0
Vapor saturado : X = 1.0
Mezcla líquido-vapor: 0 < X < 1.0
Líquido saturado: X = 0
Líquido Comprimido: X < 0

27. Sección de Ingeniería de los Alimentos
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•Lastablasdevapornosdanlaspropiedadesdelvaporylíquidosaturadomásnoparaelvaporhúmedo;esporelloquesehallaatravésdelassiguientesrelaciones. Donde: Vt= volumen totalEcuación (2) en (1)

28. * Del mismo modo se establece para “h”, “u” y “s”
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29. NELLY CASTRO VICENTE
nellyraquelca@hotmail.com