Fundamentos de Termodinámica: Tablas de Propiedades de Sustancias Puras, Ejercicios de Análisis de Circuitos Eléctricos

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Instituto Tecnológico de Piedras

Negras

Fundamentos de Termodinámica

Alumno: Alexis Josué Siller García

Docente: Patricia Gabriela Parra

Hernández

A2- Caracteriza el estado termodinámico de una sustancia pura mediante

las tablas de propiedades.

TABLAS DE PROPIEDADES DE SUSTANCIAS PURAS Para la mayoría de las sustancias las relaciones entre las propiedades termodinámicas son demasiado complejas, como para expresarse por medio de ecuaciones simples. Por tanto, las propiedades se presentan en la forma de tablas. Algunas propiedades termodinámicas pueden medirse con finalidad, pero con otras no es posible hacerlo de manera directa y se calculan mediante las relaciones que las vinculan con propiedades medibles. Los resultados de estas mediciones y los cálculos se presentan en tablas con un formato conveniente. En el siguiente análisis, se utilizarán tablas de vapor, para mostrar el uso de tablas con propiedades termodinámicas. Las tablas de propiedades de otras sustancias se utilizan de la misma manera. Para cada sustancia, las propiedades termodinámicas se listan en más de una tabla. Se prepara una tabla para cada región, como las de vapor sobrecalentado, líquido comprimido y saturada (región húmeda).

a) Líquido Saturado y Vapor Saturado: Tablas de Saturación

El subíndice f se emplea para denotar propiedades de un líquido saturado y el subíndice g, para las propiedades de vapor saturado. Otro subíndice utilizado es fg, el cual denota la diferencia entre los valores de vapor saturado y líquido saturado de la misma propiedad. Ejm,

 vf : volumen específico del líquido saturado

 vg : volumen específico del vapor saturado

 vfg : diferencia entre vg y vf

b) Mezcla Saturada de Líquido-Vapor

En el proceso de evaporación, una sustancia pasa de su condición de líquido saturado a vapor saturado por lo que la sustancia existe como parte líquida y como parte vapor. Esto es, es una mezcla de líquido y vapor saturados. Para analizar esta mezcla de manera apropiada, es necesario conocer las proporciones de las fases líquida y de vapor en la mezcla. Esto se obtiene al definir una propiedad llamada la calidad x como la razón entre la masa de vapor y la masa total de la mezcla

Observe que la relación m g /m representa el porcentaje en masa de vapor saturado en la

mezcla y es lo que se conoce como calidad, mientras que la relación m f /m representa el

porcentaje en masa de líquido saturado en la mezcla y se denomina humedad, pudiéndose expresar como (1-x). Así, la expresión 1.51 para el volumen específico de la mezcla saturada líquido-vapor, queda de la siguiente forma: La ecuación 1.53 se puede generalizar para calcular cualquier propiedad específica dentro de la región líquido-vapor:

c) Vapor sobrecalentado

El vapor sobrecalentado se encuentra en la región derecha de la línea de vapor saturado. Figura 1.29 y 1.30. Como la región de sobrecalentamiento es de una sola fase, se necesitan dos propiedades intensivas par fijar o definir el estado de equilibrio. Las tablas de vapor sobrecalentado presentan el volumen específico y otras propiedades específicas como función de la presión y la temperatura.

d) Líquido subenfriado o comprimido

El líquido comprimido se encuentra en la región izquierda de la línea de líquido saturado. Figura 1.29 y 1.30. 0La literatura no ofrece gran cantidad de datos en forma de tablas para los líquidos comprimidos o subenfriados. La variación de las propiedades del líquido comprimido debido a la presión es muy ligera, mientras que con la temperatura muestran mayor dependencia. En la mayoría de los casos, cuando no se dispone de tablas de líquido comprimido para una sustancia pura, los datos sobre el líquido comprimido se pueden aproximar bastante al usar valores de las propiedades del estado líquido saturado a la temperatura dada. Esto implica que los datos del líquido comprimido dependen más de la temperatura que de la presión.