Diagramas de propiedades

            Nos ayudan a comprender mejor los cambios de las propiedades durante el cambio de fase. Nos limitaremos a describir tanto los conceptos clave como el diagrama en cuestión.

Diagrama T –  v

            En este diagrama se observan los cambios de fase de líquido a vapor de una sustancia. Cada línea representa el mismo proceso pero a diferentes presiones.

            Observe que la línea de líquido aumenta su temperatura hasta llegar un punto donde la mantendrá constante, Este punto es el punto de líquido saturado (f) pues comenzara a evaporarse. Durante la evaporación aprecie como la temperatura permanece constante hasta llegar al punto de vapor saturado (g), es decir, la evaporación ha terminado y nuestra sustancia que ahora es todo vapor comenzara de nuevo a elevar su temperatura.

            Podemos apreciar que conforme aumenta la presión, la línea de temperatura constante se acorta cada vez mas hasta llegar a una línea cuya línea de temperatura será apenas un punto, conocido como punto crítico el cual tiene la característica de que su liquido saturado y su vapor saturado (Recordemos que durante la evaporación coexistan ambas fases) son exactamente iguales. A las condiciones de temperatura, presión y al volumen especifico de este punto se les conoce como criticas.

            En las líneas de proceso que superan la temperatura y presión críticas es muy difícil saber con exactitud en qué momento ocurrió la evaporación.

            Al conectar los puntos de líquido saturado y vapor saturado a distintas temperaturas con el punto crítico obtenemos un diagrama de campana que nos permite observar la región en la que nos encontramos. Fuera del domo están las condiciones en las que la sustancia solo se presenta en una sola fase. Bajo el domo esta la región de mezcla saturada.

Diagrama P – v

            En este caso en las ordenadas se encuentra la presión y las líneas son de temperaturas constantes. Observe que en este caso la presión disminuye y el volumen específico aumenta mientras que la temperatura permanece constante. Conforme vaya disminuyendo la presión, la sustancia llegara al punto de líquido saturado y comenzara a evaporarse manteniendo la presión constante hasta que sea todo vapor saturado, entonces la presión puede seguir decreciendo sin cambiar la temperatura en ningún momento.

            Al igual que en el diagrama anterior, se repite el proceso a diversas temperaturas obteniendo diferentes trayectorias las cuales relacionamos mediante sus puntos de liquido y vapor saturado. En este diagrama también se encuentra el punto crítico en la cima de la campana la cual es muy similar a la del diagrama T – v.

Diagrama P-T

            En este diagrama es posible apreciar las diferentes fases de las sustancias puras en función de la temperatura y de la presión. Podemos observar la existencia de un punto denominado ‘’punto triple’’ en el cual la fase solida, liquida y vapor coexisten en equilibrio. También podemos observar dos líneas de fusión distintas para dos tipos de sustancias, las que siguen un comportamiento esperado de compresión al congelarse y las que se expanden bajo el mismo proceso (como el agua).