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HZC 2009 UNIDAD IV Equilibrio de fases Gas Líquido Sólido Comportamient o Fluidos Viscoso Compresible Fluido Viscoso Incompresib le Rígido Elástico ±Incompresible Estructura Aleatorio diluida Aleatorio densos Ordenada densos Moléculas En movimiento Interacciones leves En movimiento Interaccion es fuertes Fijas en puntos Reticulares Fuertes interacciones Introducción

UNIDAD IV Equilibrio de Fases

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balance de masa y energia

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  • HZC 2009

    UNIDAD IV Equilibrio de fases

    Introduccin

    GasLquidoSlidoComportamientoFluidosViscosoCompresibleFluidoViscosoIncompresibleRgidoElsticoIncompresibleEstructuraAleatoriodiluidaAleatoriodensosOrdenadadensosMolculasEn movimientoInteracciones levesEn movimientoInteraccionesfuertesFijas en puntosReticularesFuertes interacciones

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    Propiedades Macroscpicas de fases condensadas

    Es fcil distinguir un lquido de un slido cristalino

    Lquido: fluido adopta la forma del recipiente que lo contiene, es macroscopicamente homogneo.

    Cristal: rgido - no tiene forma distintiva, presenta caras de textura y defectos visibles

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    Cambios de fases

    La energa se suministra para la transferencia desde la frontera de las fases lquida y slida

    H>0

    Como G = H T S 0 para procesos espontneos. Ellos ocurren

    Espontneamente a altas temperaturas.

    Los procesos inversos tienen H 0 y S 0. Ocurren espontneamente

    A baja temperatura

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    Equilibrio liquido-vapor Presin de Vapor

    lquido

    El lquido en un recipiente cerrado se evapora

    Hasta que la velocidad de condensacin es igual a la velocidad de condensacin

    Presin de vapor = PV = La presin en la cual un lquido se encuentra esta

    En equilibrio con su vapor a determinada temperatura

    Si la temperatura se incrementa, mayor N de molculas de lquido tendrn

    Energa suficiente para escapar a la fase vapor. La velocidad de vaporizacin

    Y la presin de vapor se incrementan.

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    Ecuacin de Clausius-Clapeyron

    b.p. T

    1/T

    Ln Pv

    Pvap

    Patm

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    Grfico105102030405060657075808590100Temperatura /CPresin de vapor /mm HgEfecto de la Temperatura en la presin de vapor del agua4.586.549.2117.5331.8255.3292.51149.38187.54233.7289.1355.1433.6525.76Hoja104.5856.54109.212017.533031.824055.325092.5160149.3865187.5470233.775289.180355.185433.690525.76100Hoja2Hoja3
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    Punto critico

    La lnea de presin de vapor representa la presin en la cual el lquido y el vapor pueden coexistir a esa temperatura

    P

    PC

    TC T

    L

    G

    Punto

    critico

    A altas presiones, la sustancia

    Es un lquido

    A bajas presiones, la sustancia

    Es un gas

    En el punto crtico, el lquido y el gas se hacen indistinguible:

    No existen diferencias de densidad ni cambios de fases

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    Diagrama de fase

    Equilibrio slido lquido (lnea de fusin)

    S

    L

    Punto triple

    Punto crtico

    Equilibrio lquido vapor

    (lnea de vaporizacin)

    Curva de

    calentamiento

    P

    T

    Equilibrio slido gas (lnea de sublimacin)

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    g

    s

    acin

    sub

    g

    l

    n

    vaporizaci

    l

    s

    fusin

    lim

    RT

    H

    vap

    vap

    e

    te

    cons

    P

    /

    tan

    D

    -

    =

    b

    X

    m

    Y

    C

    T

    R

    H

    P

    C

    RT

    H

    P

    C

    RT

    H

    P

    ecuacin

    la

    de

    tomando

    vap

    vap

    vap

    +

    =

    +

    D

    -

    =

    +

    D

    -

    =

    +

    D

    -

    =

    1

    ln

    303

    ,

    2

    log

    ln

    ln

    Efecto de la Temperatura en la presin de vapor del agua

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    450

    500

    550

    600

    05101520253035404550556065707580859095100

    Temperatura /C

    Presin de vapor /mm

    Hg