Fases De Sustancia

FASES DE SUSTANCIA

OBJETIVO.-

1. Establecer los estados de agua en un diagrama de fases en los diferentes puntos del ciclo cerrado en la sala de calderos

MARCO TEORICO.-

Los diagramas de fase más sencillos son los de presión - temperatura de una sustancia pura, como puede ser el del agua. En el eje de ordenadas se coloca la presión y en el de abscisas la temperatura. Generalmente, para una presión y temperatura dadas, el cuerpo presenta una única fase excepto en las siguientes zonas:

Punto triple: En este punto del diagrama coexisten los estados sólido, líquido y gaseoso. Estos puntos tienen cierto interés, ya que representan un invariante y por lo tanto se pueden utilizar para calibrar termómetros.

Los pares (presión, temperatura) que corresponden a una transición de fase entre:

Dos fases sólidas: Cambio alotrópico;

Entre una fase sólida y una fase líquida: fusión - solidificación;

Entre una fase sólida y una fase vapor (gas): sublimación - deposición (o sublimación inversa);

Entre una fase líquida y una fase vapor: vaporización - condensación (o licuefacción).

Es importante señalar que la curva que separa las fases vapor-líquido se detiene en un punto llamado punto crítico. Más allá de este punto, la materia se presenta como un fluido supercrítico que tiene propiedades tanto de los líquidos como de los gases. Modificando la presión y temperatura en valores alrededor del punto crítico se producen reacciones que pueden tener interés industrial, como por ejemplo las utilizadas para obtener café descafeinado.

Es preciso anotar que, en el diagrama P-T del agua, la línea que separa los estados líquido y sólido tiene pendiente negativa, lo cual es algo bastante inusual. Esto quiere decir que aumentando la presión el hielo se funde, y también que la fase sólida tiene menor densidad que la fase líquida

MATERIALES Y EQUIPOS.-

Caldero, quemador, intercambiador de calor, tanque de condensados, bomba de agua.

Termómetro infrarrojo

Tablas termodinámicas de agua saturada y vapor saturado.

PROCEDIMIENTO.-

1. Con el termómetro infrarrojo tome temperaturas de los distintos puntos de circuito de sala de caldero

2. Lea las presiones en los distintos puntos de circuito de sala de caldero.

CALCULOS

1er caso : liquido y vapor saturado a la misma temperatura

P=3.4 (bares) = 340 (Kpa)

T=16ºC

Para el tanque de agua a 16 ºC

T (ºC) P (Kpa)

15 1.7051

16 X

18 2.0640

(16-18)/(15-18)=(x-2.0640)/(1.7051-2.0640)

X = 1.824733 (Kpa)

Para el caldero a presión 340 (Kpa)

T (ºC) P (Kpa)

15 1.7051

16 X

18 2.0640

(16-18)/(15-18)=(x-2.0640)/(1.7051-2.0640)

X = 1.824733 (Kpa)

2do caso: cuando el agua se esta comprimiendo

P=2(bares) x (100) = 200 (Kpa)

T=15ºC

3er caso: vapor saturado y liquido saturado

vapor saturado

P=1.8 kg/cm2

1.8kg/〖cm〗^2 x (98066 pa)/(1 kg/cm2) x (1 Kpa)/(1000 pa)=176.5188 Kpa

T=26F

ºC = (5/9) (26-32) = -3.33ºC

liquido saturado

P= 6.2 Kg/cm2

6.2kg/〖cm〗^2 x (98066 pa)/(1 kg/cm2) x (1 Kpa)/(1000 pa)=608.0092 Kpa

T=80 F

ºC = (5/9) (80-32) = 26.67ºC

CUESTIONARIO.-

1. Investigue las diferentes fases del agua, grafique el diagrama de fases de una sustancia pura para el agua y otras sustancias.

DIAGRAMA DE FASE DE UNA SUSTANCIA PURA

Los diagramas de fase más sencillos son los de presión - temperatura de una sustancia pura, como puede ser el del agua. En el eje de ordenadas se coloca la presión y en el de abscisas la temperatura. Generalmente, para una presión y temperatura dadas, el cuerpo presenta una única fase excepto en las siguientes zonas:

Punto triple: En este punto del diagrama coexisten los estados sólido, líquido

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