Sustancias puras - Clase 5 Termodinámica

Gabriel Fernando García Sánchez

7 Jul 201719:39

Summary

TLDREn esta clase de termodinámica, se explica qué es una sustancia pura y cómo cambian de fase sustancias como el agua, desde sólido a líquido y luego a gas. Se describen conceptos clave como el calor latente, las fases de cambio y el punto crítico, además de mostrar cómo las presiones y temperaturas afectan dichos cambios. Se discuten diagramas que representan estos procesos y se mencionan las fases de equilibrio y el punto triple. Es una explicación clara y detallada de las propiedades termodinámicas de las sustancias puras.

Takeaways

📚 La termodinámica estudia las propiedades de las sustancias puras y su comportamiento en diferentes fases.
💧 Una sustancia pura tiene una composición fija en cualquier parte y puede ser un elemento, compuesto químico o mezcla homogénea.
⚖️ Una mezcla de dos fases de una sustancia pura, como sólido-líquido o líquido-gas, sigue siendo una sustancia pura.
🔥 El calor latente es la energía absorbida o liberada durante un cambio de fase (fusión, evaporación, condensación, etc.).
🌡️ En un cambio de fase, la temperatura permanece constante mientras la energía se usa para cambiar de fase, no para aumentar la temperatura.
💨 El agua a una atmósfera cambia de fase a los 100°C, pero la temperatura de cambio varía según la presión.
⚗️ El punto crítico es donde los estados de líquido saturado y vapor saturado se fusionan y ocurre a una temperatura y presión específicas.
🔄 La línea triple describe las condiciones bajo las cuales una sustancia coexiste en equilibrio en sus tres fases: sólido, líquido y gas.
🧊 El diagrama de fases muestra las transiciones entre sólido, líquido y gas a diferentes presiones y temperaturas.
📈 Los diagramas de fase ayudan a predecir en qué estado se encuentra una sustancia a determinadas condiciones de presión y temperatura.

Q & A

¿Qué es una sustancia pura según la termodinámica?
-Una sustancia pura es aquella con una composición fija en cualquier parte, ya sea un solo elemento o compuesto químico, o una mezcla homogénea de varios elementos o compuestos químicos.
¿Puede una sustancia pura tener más de una fase? Explique.
-Sí, una sustancia pura puede existir en más de una fase, como sólido, líquido o gas, y aún se considera una sustancia pura. Por ejemplo, el agua puede estar en fase líquida y gaseosa a la vez y sigue siendo una sustancia pura.
¿Qué ocurre a nivel molecular cuando una sustancia pasa de sólido a líquido?
-Cuando una sustancia pasa de sólido a líquido, las moléculas absorben energía, lo que reduce las fuerzas de atracción intermoleculares, permitiendo que las moléculas se muevan más libremente.
¿Qué es el calor latente?
-El calor latente es la cantidad de energía absorbida o liberada durante un proceso de cambio de fase, como cuando una sustancia pasa de sólido a líquido (fusión) o de líquido a gas (evaporación).
¿Qué diferencia hay entre la energía en las fases sólida, líquida y gaseosa?
-La energía de las moléculas es mayor en la fase gaseosa que en la líquida, y mayor en la líquida que en la sólida. Esto se debe a que las fuerzas intermoleculares son menores en los gases, permitiendo mayor libertad de movimiento.
¿Qué es el punto crítico en un cambio de fase?
-El punto crítico es el estado en el que las fases líquida saturada y vapor saturado de una sustancia se convierten en una sola fase indistinguible. A este punto se le asocian la temperatura, presión y volumen crítico.
¿Cómo cambia la temperatura de cambio de fase en función de la presión?
-La temperatura de cambio de fase de una sustancia depende de la presión. A mayor presión, la temperatura de cambio de fase aumenta. Por ejemplo, el agua a 1 atmósfera cambia de fase a 100°C, pero a mayor presión, la temperatura de cambio será superior.
¿Qué es la mezcla saturada líquido-vapor?
-La mezcla saturada líquido-vapor es el estado en el que una sustancia está parcialmente en fase líquida y parcialmente en fase gaseosa, manteniendo una temperatura constante mientras cambia de fase.
¿Qué es la línea triple en un diagrama de fase?
-La línea triple es el conjunto de condiciones de temperatura y presión en las que las tres fases (sólido, líquido y gas) de una sustancia coexisten en equilibrio.
¿Qué utilidad tienen los diagramas de temperatura contra volumen específico en termodinámica?
-Estos diagramas permiten determinar el estado de una sustancia en función de sus propiedades, como temperatura y volumen específico, identificando si está en fase líquida, vapor, o en una mezcla de ambas.