Sustancias Puras

SUSTANCIAS PURAS

Las sustancias puras están formadas por uno o varios componentes y que presentan un aspecto homogéneo. Si solo existe un componente, de manera exclusiva. Son los llamados elementos químicos (carbono, oro, nitrógeno, calcio, azufre, etc.) y si en cambio existen varios componentes, son los llamados compuestos químicos. Por ejemplo, el agua es una sustancia pura, no obstante está formada por dos elementos: hidrógeno y oxígeno. En cambio, el diamante está compuesto exclusivamente de un elemento: carbono.

EL COMPORTAMIENTO DE LAS SUSTANCIAS PURAS

Como se expreso anteriormente en la definición de sustancia, el concepto de sustancia pura se limita únicamente a las sustancias con una composición química fija invariable y homogénea, aunque se presenten procesos con cambios de estado y/o de fase. Así como el aire, las mezclas de gases conformadas también se consideran sustancias puras.

El aire al estar sometido a cambios de estado absorbe o cede humedad del entorno, a pesar de ello y de forma frecuente es considerado una sustancia pura por constituirse de una mezcla inerte de N2, O2 y otras moléculas que no se ven alteradas por la humedad. En este capítulo se desarrollan los aspectos técnicos para la determinación y el calculo de todas las propiedades de estado para sustancias puras en las que se pueden despreciar los efectos producidos al manipularlas (efectos de superficie, magnéticos y eléctricos) también llamadas sustancias compresibles simples.

Las propiedades de las sustancias puras y la independencia termodinámica: Como resumen del postulado de estado, para determinar cualquier estado de una sustancia pura son necesarias y suficientes dos propiedades intensivas termodinámicamente independientes. Esta afirmación plantea la necesidad de un método para determinar la independencia termodinámica.

Esta independencia termodinámica de las propiedades puede establecerse para una zona (regiones con una fase o con coexistencia de fases) o para un estado, al identificar la relación existente entre tres propiedades conocidas en dicha sustancia. Utilizando esta técnica se puede identificar con que par de propiedades de una sustancia es posible determinar las demás. Modelos de comportamiento de las sustancias puras: Para una sustancia pura, cuando se tienen dos propiedades de estado que sean termodinámicamente independientes, se puede iniciar con la obtención de las demás propiedades, utilizando los llamados modelos de comportamiento.

Las sustancias puras, en la práctica de la termodinámica, se clasifican como gases o vapores, aunque siendo estrictos, cualquier sustancia puede llegar a comportarse como un vapor o como un gas. Esta clasificación fue establecida con base en la observación de las diferentes sustancias en el ambiente natural o en los rangos de aplicación normal de la ingeniería, con el objetivo de facilitar la predicción de su comportamiento.

Los gases reciben su nombre de la fase gaseosa, caracterizada por una amplia separación y una baja cohesión de sus átomos o moléculas, pero se catalogan como aquellas sustancias que mantienen aquellas características de forma indefinida, es decir que no presentan cambios de fase al suministrarles o extraerles grandes cantidades de energía. Los vapores tienen características muy parecidas a las de los gases pero no están en capacidad de mantenerlas de forma indefinida, es decir presentan cambios de fase con moderados suministros o extracciones de energía. Esta agrupación plantea un tratamiento diferente para los gases y los vapores, y genera modelos separados de comportamiento que se describen a continuación.

Muchas de las propiedades de los metales tales como la densidad, dureza, punto de fusión, conductividad eléctrica y calorífica están relacionadas con la estructura cristalina y también con el enlace metálico.

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