Postulado de Estado

1. Postulado de estado
2. Sustancia simple
3. Sustancia pura
4. Superficies p v t
5. Tablas de propiedades termodinámicas
6. 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 estáticos

2.- SUSTANCIA SIMPLE.

es aquella que sólo es capaz de intercambiar energía mecánica 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 mecánica 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 termodinámico 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 orgánica es la misma en todas ellas.

4 – SUPERFICIES p v T.

Es la representación gráfica 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 de agregación: sólido, líquido, vapor y gas.

· Línea o estado triple: coexistencia de fases sólida, líquida y vapor.

· Punto crítico.

· Condiciones de saturación:

· Cambios de fase: calidad o título:

· Cálculo de la propiedad específica p (u, h, v, …) en un sistema bifásico:

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 más 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 matemático y leyes termodinámicas.

TABLAS DE PROPIEDADES TERMODINÁMICAS.

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.

Problemas – Sustancias Puras y Tablas de Vapor

1. Complete los datos que se han omitido en la tabla

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 está 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 termodinámica

para sustancias puras como gases ideales

RIGOBERTO HERNANDO OLARTE

ING Mecatronico. BUCARAMANGA – SANTANDER – COLOMBIA