Sustancias

SUSTANCIAS PURAS

En la ingeniería térmica, las sustancias usuales de trabajo son:• El agua, la única sustancia que se presenta en la naturaleza en los tres estados: sólido (hielo),

líquido (agua) y gas (vapor). El agua, limpia (disuelve y arrastra la suciedad), y es limpia (pura,

sin mezcla de otra cosa, según el DRAE). Además de las múltiples aplicaciones técnicas, el

agua es el medio en el que se desarrolla toda la materia viva.

• El aire, que siempre está a mano, es más limpio si cabe que el agua (no ensucia, ni moja), y en

combinación con el agua (aire húmedo) o con sustancias combustibles (combustión y otros tipos

de oxidación electroquímica o metabólica), es del máximo interés tecnológico y biológico.

• Los hidrocarburos (usados como combustibles o no), y otros compuestos orgánicos (como los

fluidos de trabajo halo-carbonados usados en los refrigeradores).

• Sustancias inorgánicas como el dióxido de carbono, amoniaco, gases nobles, aceites minerales,

etc., usados en refrigeración o como fluidos caloportadores.

La pureza absoluta no existe; vivimos en un mundo multicomponente y todas las sustancias naturales son

mezclas (por el segundo principio de la termodinámica), las cuales se pueden separar en sus componentes

puros hasta el grado de pureza deseado (pero siempre quedarán restos). Una sustancia que se diga

'comercialmente pura' puede tener entre el 90% y el 99% de pureza, mientras que una sustancia 'pura de

laboratorio' puede tener entre un 99% y un 99,99% de pureza. En la industria pesada, tal vez la sustancia

más pura que se maneje sea el agua de las grandes turbinas de vapor, que puede tener un 99,99% de

pureza (el agua del grifo no suele sobrepasar el 99,9% de moléculas de H2O), mientras que en la industria

microelectrónica se manejan substratos de silicio del 99,9999% de pureza.

Las sustancias puras usuales en el análisis termodinámico: H2O, N2, O2, CH4, C4H10, CF3CH2F, CO2,

NH3..., son fluidos moleculares sencillos, i.e. líquidos y gases de baja masa molar. Los sólidos suelen

tratarse de una manera muy simplificada en termodinámica, pues suele importar sólo su poder de

confinamiento (paredes, rígidas o móviles) y su capacidad térmica. Pero si se para uno a pensar en los

fluidos naturales (aguas más o menos saladas, líquidos corporales, aceites vegetales...), y en los fluidos

antropogénicos (bebidas

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