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Tema Nro. 2
Propiedades de las Sustancias Puras
1. SUSTANCIA PURA
Es la sustancia cuyas composiciones químicas están bien definidas. Es aquella sustancia de composición química definida − Agua H (^) 2 O − Aire − Nitrógeno N 2 − Helio He − Dióxido de carbono CO 2 − Amoniaco HN 3 − Dióxido de Nitrógeno NO 2 − Monóxido de carbono CO También es una mezcla homogénea (de una fase o de 2 fases) − Una sola fase → aire − 2 fases → hielo – agua − Gasolina (mezcla homogénea – sustancia pura) C H 8 18
- FASES DE UNA SUSTANCIA PURA
FASES DE LAS SUSTANCIAS PURAS
SÓLIDO LÍQUIDO GAS
Au Hg N 2
− Estructura Sólida − > fuerzas de atracción − < distancias intermoleculares
− Estructura ordenada − < fuerzas de atracción − > distancias intermoleculares
− Estructura desordenada
3. CAMBIOS DE FASE
3.1. Ebullición Es cuando la presión del líquido alcanza la presión atmosférica.
c Líquido Comprimido 2 Líquido Saturado e Mezcla Saturada Líquido – Vapor f Vapor Saturado g Vapor Sobrecalentado (Sistema Cerrado)
SÓLIDO
LIQUIDO
GAS
F
V
S
C
Sublimación SublimaciónInversa
c
d e
f
g
Las propiedades se mantienen constantes
T a º C b
υ c^^ m^3^ kg f e h
5. TABLA DE PROPIEDADES
ºC kPa^ kgm 3 T P (^) ν (^) f ν (^) fg ν g 85 90 95
g g
volumen especifico del liquido volumen especifico del vapor
f
fg f
ν ν ν ν ν
T P s P T
ν ν
v v 100 Calidad o título del vapor t l v
X m^ m m m m
= = ×
Estado Vapor Sobrecalentado Estado Líquido Comprimido TÇ TÈ ν Ç ν È U Ç U È h Ç h È P È P Ç
- PROBLEMAS Un tanque rígido contiene 50kg de agua líquida saturada a 90ºC. Determine la presión en el tanque y el volumen de este. Datos 50 90º ? ?
s
m kg T C P ν
c
d e
f
g X = calidad o título de vapor Toma valores comprendidos entre 0 y 1
0 sistema compuesto de líquido 0% 1 sistema compuento por vapor 100%
T a º C b
υ c^^ m^3^ kg f e h
0.001036 m^3^ kg ν (^) f =
T a º C b
υ c^^ m^3^ kg f e h
Un tanque rígido contiene 10kg de agua a 90ºC. Si 8kg de agua están en la forma líquida y el resto en vapor determine: a) La presión del tanque
Datos 90º 10 2 8 ?? ??
v l
t C m kg m kg m kg P V
De tablas a 90ºC: 3 3
f^ m^ kg g m^ kg
P kPa ν ν
b) El volumen del tanque
2.361 m^3^ kg ν (^) g =
T a º C b
m^3 0.001036 m^3^ kg^ υ^ ce^ kg fh ν (^) f =
H 2 O
10kg
VAPOR
* 0.001036^3
f g
f f mkg
V V V
V V^ m m
ν ν
*8 kg 3
g g *^ 2.361 m kg
m V ν m
= × −
= = * 2 kg^3 3 3 3 3
m V − m m m
= × + =
Un recipiente de 80lt, contiene 4kg de refrigerante 134-a a una presión de 160kPa. Determine:
Datos 134 80 4 160
St a V l m kg P kPa
a) La temperatura del refrigerante P = 160 kPa = 0.1 MPa → T = −15.62º C b) La calidad del vapor
0.02 y 0.1229 0.0007435 0. 4 0.02 0.
fg
f f m^ kg g f fg
V m m m m kg kg kg
X
ν ν
ν ν ν ν ν ν ν
× −
− (^) 0.1221565 m^2^ kg
c) La entalpía del refrigerante
237.97 ; 0.157637 * 208.18 29.
f^ kJ kg f fg g kJ kg fg f fg kJ kg kJ kg
h h h Xh h h Xh h h h
d) El volumen ocupado por la fase del vapor
0.1229 m^3^ ν (^) g = kg
P kPa a b
υ c^^ m^3^ kg f ν (^) f =0.0007435 m^3^ kg e^ h
2 2 2
2 2
2
2
f g f
g g
X
X
m X m m kg
ν ν ν ν
c) La presión del recipiente si este sigue calentando hasta que solo contenga vapor saturado. 211
f
P kPa ν ν
0
0 ν (^) g −ν f
3
0
de tablas a 0.
g g m (^) kg
v
ν ν ν ν
Mpa m^3 kg 0.200 0.
0.225 0.
x
a 0.8475 3 0.
m (^) kg P^ Mpa P kPa ν
