Postulado de Estado
1. Postulado de estado.
2. Sustancia simple.
Sustancia pura
3. Superficies p v t
4. Tablas de propiedades termodinamicas.
Problemas – Sustancias Puras y Tablas de Vapor
1 POSTULADO DE ESTADO.
El numero de propiedades intensivas intrínsecas necesarias para definir
el estado del
sistema es igual a 1 + el numero de modos cuasi estaticos
2 SUSTANCIA SIMPLE.
es aquella que sólo es capaz de intercambiar
energía mecanica mediante un mecanismo único.
Éste es el caso, p.e. de un gas: es capaz de
intercambiar trabajo mediante procesos de compresión –
expansión que implican un cambio de volumen, y donde otros modos de
transferencia de energía mecanica Dicho gas es un ejemplo de sustancia
pura simple compresible.
El postulado de estado aplicado a una sustancia simple arroja el siguiente
resultado: hacen falta dos propiedades para establecer el estado
termodinamico de equilibrio de una sustancia simple. Lo que es tanto como
decir que el resto de las propiedades pueden ser calculadas a partir de esas
dos.
3- SUSTANCIA PURA
Llamamos sustancias puras a aquellas que tienen la
composición química homogénea e invariable. Puede existir
en mas de una fase, pero su composición organica es la misma en
todas ellas.
4 - SUPERFICIES p v T.
Es la representación grafica de la presión en
función del volumen específico y la temperatura, Así
Permite expresar o ver los distintos estados que puede tomar o tener la
sustancia
Elementos característicos de las superficies p v T (y similares):
· Estados deagregación: sólido, líquido, vapor y
gas.
· Línea o estado triple: coexistencia de fases sólida,
líquida y vapor.
· Punto crítico.
· Condiciones de saturación: [pic
· Cambios de fase: calidad o título:
·
Calculo de la propiedad específica p (u, h, v, ) en un sistema
bifasico:
punto crítico
Es un punto límite para el cual el volumen de un líquido es igual
al de una masa igual de vapor o, dicho de otro modo, en el cual las densidades
del líquido y del vapor son iguales. Si se miden las densidades del líquido y del vapor en función de la temperatura y se
representan los resultados, puede determinarse la temperatura crítica a
partir del
punto de intersección de ambas curvas.
ecuación de estado
Es relación que existe entre las variables p, V, y T. La ecuación
de estado mas sencilla es la de un gas ideal pV=nRT, donde n representa
el número de moles, y R la constante de los gases R=0.082
atm·l/(K mol).
propiedades de los sistemas
se pueden obtener por medio de medición directa, desarrollo
matematico y leyes termodinamicas.
TABLAS DE PROPIEDADES TERMODINAMICAS.
Son el resultado de la traslación a una tabla de
valores numéricos de las superficies tridimensionales que acabamos de
estudiar. Su estructura es consecuencia de aquella
· Tablas de doble entrada (en
función de dos variables independientes: T y p) para las zonas de
líquido y vapor.
· Tablas de simple entrada (en
función de T ó p) para las zonas de saturación.
· Referencias energéticas.
[pic]
Problemas – Sustancias Puras y Tablas de Vapor
1. Complete los datos que se han omitido enla tabla
|P.bar |TºC |V cm^3/kg |h, KJ/kg |Energía |X, % |
|Interna U
|KJ/kg
150 |392.8
|20 |320 |
100 2100 |
|60 25
|50 |14 |
|15 |400 2100 |
|10 |0.60 |
290 2766.2 |
200 |2000
140 589.13 |
|4.5 622.25
2. Un tanque rígido y aislado se divide
inicialmente en dos secciones mediante una pared.
Uno de lso lados contiene 1.0 kg. de
agua líquida saturada inicialmente a 6.0MP, y el otro
lado esta vacío. La pared se rompe, y el fluido se expande hasta
ocupar todo el tanque. En
el equilibrio llega a 3.0 MP. Determine
a. El volumen inicial del líquido
saturado
b. El volumen total del
tanque
c. Dibuje el proceso en un diagrama PV con respecto a la línea de
saturación
3. un cilindro con pistón contiene 2 kg de agua
a 320 ºC. La sustancia pasa por
proceso a temperatura constante pero con un cambio de
volumen de 0.02 a 0.17 m^3.
El trabajo que se produce es 889 Kj. Determine
a. La presión final en bares
b. La transferencia de calor en KJ, y la dirección de la transferencia
de calor que
pudiera ocurrir.
c. Dibuje el proceso en un diagrama PV con respecto a
la línea de saturación
4. Explique con sus propias palabras en que consisten las capacidades
térmicas específicas
a volumen y a presión constante y como se aplican a la primera ley de la
termodinamica
para sustancias puras como gases ideales
