En
muchos casos podemos encontrar varias fases en equilibrio lo que da a lugar a
varios conceptos.
Liquido comprimido y liquido saturado.
El líquido comprimido es aquel que
no está a punto de evaporarse. Al suministrarle calor a este líquido llegara un
punto en el cual estará a punto de evaporarse pero aun no lo hará, a este
liquido se le conoce como liquido saturado y cualquier aumento de calor hará
que se evapore una porción de él.
Vapor saturado y vapor sobrecalentado.
El vapor saturado lo encontramos
cuando acaba de evaporarse todo el líquido, Esta fase es todo vapor pero la más
mínima pérdida de calor hará que un poco del mismo se condense para convertirse
en líquido. Si por otro lado le suministramos más calor, entonces se denominara
vapor sobrecalentado y no corre riesgo de condensarse si pierde un poco de
calor.
Durante el proceso de evaporación o
condensación observamos que nuestra sustancia es en parte liquida y en parte
vapor a lo que denominamos mezcla
saturada porque contiene tanto liquido saturado como vapor saturado.
Ya hemos dicho que la fase en la
cual se encuentra una sustancia depende tanto de la presión como de la
temperatura, por lo que hablamos de temperatura y presión de saturación.
La temperatura de saturación es a la cual
una sustancia pura cambiara de fase dada una presión.
De
forma análoga, la presión de saturación
es en la que una sustancia pura cambiara de fase a una temperatura dada.
A la relación entre temperatura y
presión se le conoce como curva de
saturación y es muy característica de todas las sustancias puras.
Mezcla
saturada
Ya hemos definido con anterioridad
lo que es una mezcla saturada, ahora definiremos las características que nos
permitirán conocer su estado.
Calidad es una relación
entre la masa del gas y la masa total (tanto la del liquido como la del gas) de
la mezcla y se denota con la letra X. Por lo tanto, si x = 0 estaríamos hablando de puro liquido y si X = 1
estaríamos hablando de vapor. La calidad de las mezclas saturadas siempre se
encuentra entre estos dos valores.
En
termodinámica nos interesan ciertas propiedades de la masa las cuales
analizaremos para estas mezclas. Las principales son Volumen especifico (ν), Energía
interna (u), y Entalpia (h). Para determinar el estado de una sustancia (ya sea
de una sola fase o una mezcla saturada) necesitamos conocer al menos dos
propiedades las cuales pueden ser estas últimas así como también presión o
temperatura.
Existen
tablas en las que a una presión y temperatura dadas, se especifican estas
propiedades por unidad de masa.
Para
conocer estas propiedades en una mezcla saturada debemos seguir una formula.
y
= yf + x (yfg)
Donde
y puede ser
cualquiera de estas propiedades
x es la calidad de la mezcla saturada
f es la propiedad para el liquido saturado (proporcionada en las tablas).
fg es la diferencia entre la propiedad para liquido saturado y vapor saturado. (proporcionada en las tablas).
x es la calidad de la mezcla saturada
f es la propiedad para el liquido saturado (proporcionada en las tablas).
fg es la diferencia entre la propiedad para liquido saturado y vapor saturado. (proporcionada en las tablas).
De
la ultima formula también es posible encontrar la calidad si tenemos los demás
datos. Si no tenemos la calidad podemos comprobar si se trata de una mezcla o
de una sola fase mediante una propiedad y compararla con la de la misma
propiedad en las tablas para f y g bajo las mismas condiciones.
Vapor sobrecalentado
P < Psat a una T dada
T > Tsat a una P dada
ν > νg a una T o P dadas.
u > ug a una T o P dadas.
h > hg a una T o P dadas.
Liquido comprimido
P >Psat a una T dada
T <Tsat a una P dada
ν < νg a una T o P dadas.
u < ug a una T o P dadas.
h < hg a una T o P dadas.
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