La termodinamica

La termodinamica es importante para la ingenieria porque es una ciencia aplicable puesto que muchas aplicacions de la termodinamica se relacionan con casos en los que el sistema experimenta trasformaciones de estado la prediccion de las propiedades p-v-t tiene una importancia fundamental en esta unidad nos ocuparemos de algunas propieda p-v-t mas adelante veremos otras propiedades importante como la extropia entalpia y energia libre este estudio no agota las posibles aplicaciones de las propiedades termodinamica a la ingenieria puesto que tambien son importante las propiedades de la soluciones no obstante en una primera etapa conviene limitar el estudio a las propiedades de los fluidos puros y de las mezclas dejando el estudio de la soluciones que es mas complejo para mas adelante

Sustancia pura no necesariamente tiene que estar compuesta por un solo componente puede estarlo por varios compuestos quimico es una sustancia formada por un solo constituyente las sustancia puras se caracterizan porque tienen una composicion quimica constante y es la misma en todas sus faces

Solucion son sustancias opticamente homogeneas pero su punto de ebullicion varia dependiendo de la concentracion de soluto en el solvente

Mezclas son opticamente heterogeneas y sus propiedades varian de acuerdo a las caracteristica de sus componentes cualquiera mezcla o solucion no es una sustancia pura ejemplo el agua y el aceite las aleaciones de acero ect

Importancia tiene que estar definida la sustancia para obtener una tabla de propiedades

Fases de una sustancia pura existen tres face principales para una sustancia pura estas son solida liquida y gaseosa

Fase solida las moleculas estan separada pequeñas distancias existen grandes fuerza de atraccion las moleculas mantienen posiciones fijas unas con respecto a la otras pero oscilan esta oscilacion depende de la temperatura

Cuando la velocida de oscilacion aumenta lo suficiente estas moleculas se separan y empieza el proceso de fusion

Fase liquida el espaciamiento molecular es parecido al de la fase solida execto que las moleculas ya no mantienenn posiciones fijas entre si las moleculas flotan en grupos

Fase gaseosa las moleculas estan bastante apartadas una de la otra y no existe un orden molecular estas se mueven de forma desordenada en continuo choque entre ellas y con el recipiente que las contiene

Proceso de cambio de fase de sustancia puras: En todos proceso de cambio de fase la presion y la temperatura son propiedades dependientes. los cambios de fase ocurren a temperatura constante y son funcion de la presion a la que ocurre . una sustancia a presiones mayores herviran a temperatura mayores

Determinacion de los diagramas p-v-t

Considere el siguiente proceso a p cte en los cuales el sistema es el fluido que se esta calentando dentro del dispositivo cilindro piston

Se calinta el liquido, en el pt 5 empieza la evaporacion hasta q se evapora todo el liquido en el edo 5, se sigue calentando el vapor.

Luego se coloca una masa adicional en el piston y se hace el mismo procedimiento esto lo hago para varios pesos y por lo tanto a distintas presiones

Al unir con una curva los punto donde empieza y termina el cambio de fase se obtiene el domo de saturacion de una sustancia dada

Diagrama p-t tambien conocido como diagrama de fase

Esta fase se considera liquida si se puede evaporar por una disminucion de la presion a temperatura constante

Una fase se considera vapor si se puede condesar mediante una reduccion de temperatura a presion constante

En sustancias que tiene una presion de punto triple por encima de patm la sublimacion es la unica forma de pasar de fase solida a la de vapor en condiciones atmofericas

Punto triple proyeccion de la linea triple en el diagrama p-t es un punto en el cual las tres fase existen en equilibrio:

Lineas triple se observan en los diagramas p-v y t – v los estados de una sustancia sobre la linea triple tiene la misma presion y temperatura

Domo zona de mezcla dentro de la cual hay cambio de fases

Lineas de saturacion linea donde comienza a ocurrir el cambio de fase delimita el domo existen 3

Linea de solido saturado

Linea de liquido saturado

Linea de vapor saturado

Punto critico punto de maxima temperatura y presion por debajo del cual puede ocurrir el cambio de fase liquido – vapor o viceversa a presion y temperatura constante punto en el cual los estados de liquido saturado y vapor saturado son identico

Por encima del punto critico no existe una linea que separe la region de liquido y vapor el cambio de fase ocurrira de manera espontanea a medida que aumenta la presion y la temperatura

Temperatura de saturacion es la temperatura donde ocurre el cambio de fase

Presion de saturacion es la presion donde ocurre el cambio de fase

Calidad :Es una propiedad intensiva que se utiliza en los proceso en que estan implicadas mezclas de liquido- vapor esta propieda solo tiene significado para mezcla de liquido-vapor no tiene significado en la zona de liquido comprimido o vapor sobrecalentado

Ecuacion de estado de gas ideal cualquier ecuacion que relacione las propiedades p-v-t se conoce como ecuacion de estado la ecuacion de estado mas sencilla y conocida para sustancia gaseosas es la ecuacion de estado de gas ideal

Diferencia entre gas y vapor

Vapor sustancia que no se encuentra muy alejada de la linea de vapor saturado implica que puede condensarse

Gas sustancia que se encuentra en fase gaseosa alejada de domo de saturacion su temperatura es mayor que la critica y/o su presion muy baja presion.

Temodinamica: es una herramienta analitica teorica y practica q interpreta fenomenos naturales desde el punto d vista de las relaciones d materia y energia usada en 1850 termo-calor y dinamos-potencia o fuerza actualmente cm opuesto a estatico

Estudia el intercambio d energia en sus diversas fomas su interaccion cn los equipos las propiedades d la materia el uso racional d la energia no se concibe industria sin energia la formulacion d

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