Unidad III
3.4 Diagrama de propiedades para procesos de cambio de fase
Las variaciones que experimentan las propiedades durante los procesos de cambio de
fase se comprenden mejor con la ayuda de diagramas de propiedades. A continuaci´on se
construyen y analizan los diagramas T−v,P−vyP−Tpara sustancias puras.
1. Diagrama T-v El proceso de cambio de fase del agua a una presi´on de 1 atm se
describi´o en la secci´on anterior. Ahora se repite el mismo ejemplo del cilindro-´embo-
lo que contiene agua l´ıquida para poder elaborar un diagrama T-v.
Se colocan pesas sobre el ´embolo hasta que la presi´on del cilindro alcanza 1 MPa,
presi´on a la que el agua tendr´a un volumen espec´ıfico un poco m´as peque˜no que
el que ten´ıa cuando la presi´on era de 1 atm. A medida que se transfiere calor al
agua bajo esta nueva presi´on, el proceso seguir´a una trayectoria muy similar a la del
proceso realizado con presi´on de 1 atm, como se muestra en la figura 1, aunque hay
algunas diferencias notables: primero, a 1 MPa el agua hervir´a a una temperatura
mucho m´as alta (179.9 ◦C), y segundo, el volumen espec´ıfico del l´ıquido saturado es
m´as grande y del vapor saturado m´as peque˜no que los valores correspondientes bajo
la presi´on de 1 atm. Es decir, la l´ınea horizontal que conecta los estados de l´ıquido
y vapor saturados es m´as corta.
Figura 1: Diagrama T-v de procesos de cambio de fase a presi´on constante.
Para el caso del agua, a medida que aumenta la presi´on, esta l´ınea de saturaci´on
se acorta (figura 1) y se convierte en un punto cuando la presi´on alcanza el valor
de 22.06 MPa. Este punto se llama punto cr´ıtico y se define como el punto en
el que los estados de l´ıquido saturado y de vapor saturado son id´enticos. La tem-
peratura, la presi´on y el volumen espec´ıfico de una sustancia en el punto cr´ıtico se
denominan, respectivamente, temperatura cr´ıtica Tcr,presi´on cr´ıtica Pcr yvolumen
espec´ıfico cr´ıtico vcr.
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