LECCIN 16

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LECCIÓN 16

• Singularidades termodinámicas. Las transiciones
  de fase.
• Diagrama de fase de un cuerpo puro.
• Ecuación de Clapeyron.
• Los puntos triple y crítico.
  Emile Clapeyron (1799-1864)

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Las transiciones de fase

• El sistema heterogéneo o en equilibrio de fases
  cumple
• Los estados recorridos con esas condiciones
  componen la transición o cambio de fase que es
  de primer orden si DS ? 0 y DV ? 0.
• El equilibrio de fase en un cuerpo puro implica
  y donde
  Dh L es el calor latente de transición o de
  cambio de fase.

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Estabilidad de las fases
To es la temperatura de cambio de fase. Los
mínimos absolutos son los estados estables. Los
mínimos relativos estados metaestables.
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Cuerpos puros
Presentan tres fases generales sólida, líquida y
gaseosa. Los sólidos pueden tener fases
alotrópicas. Todas ellas están gobernadas por G
mínimo.
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Diagrama de fases I
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Diagrama de fases II
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Diagrama de fases III
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Diagrama de fases IV
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Análisis de diagrama de fases I

• Diagrama similar en todas las sustancias.
• Sólo varía la disposición.
• Línea de sublimación desde el cero absoluto
  hasta el punto triple.
• Punto triple Coexisten las

tres fases sólida, líquida y gaseosa.
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Análisis de diagrama de fases II

• Línea de vaporización desde el punto triple al
  crítico.
• Punto crítico confusión de las fases líquida y
  gaseosa.
• La presión en cada punto de las líneas de
  sublimación

y vaporización es la presión de vapor del sólido
y del líquido a esa temperatura.
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Análisis de diagrama de fases III

• El punto crítico delimita la zona de gas de la
  zona de vapor.
• Vapor licúa al enfriarlo.
• Gas no licúa al enfriarlo.
• Línea de fusión desde el punto triple sin límite
  superior conocido.

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Diagrama presión-volumen I

• En este diagrama se ve la influencia del cambio
  de fase en el volumen.
• Las isotermas se hacen horizontales durante el
  cambio de fase.
• El inverso de la pendiente

de las isotermas es proporcional al coeficiente
de compresibilidad de la fase.
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Diagrama presión-volumen II

• La curva binodal uno los puntos de líquido
  saturado, como a, el punto crítico y los puntos
  de vapor seco, como b.
• Si ya e yb son las fracciones molares del líquido
  y del vapor

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Ecuación de Clapeyron
En el equilibrio de las fases 1 y 2 de un cuerpo
puro se cumple y a lo largo de su
línea de coexistencia
. Sustituyendo los potenciales químicos donde y

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Aproximación de Clausius

• Aplicable sólo cuando una fase es vapor.
• El volumen específico de la fase condensada se
  desprecia frente al del vapor.
• La fase vapor se considera un gas ideal

Es la ecuación de Clausius-Clapeyron.
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La presión de vapor

• Al aplicarse, deben cuidarse las dimensiones del
  segundo miembro.

Para pequeños intervalos de temperatura, se puede
considerar que el calor latente es constante.
Integrando la ecuación anterior Se tabulan las
constantes a y b para cada sustancia.
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El punto triple

• Coexiste en equilibrio las tres fases.
• Si existen fases alotrópicas, pueden ser dos
  sólidas y una líquida o vapor.
• Según la regla de las fases, es un punto fijo.
• En un ciclo, lo suficientemente cerrado a su
  alrededor, se cumple

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El punto crítico I

• Es la cúspide de la curva de vaporización.
• Sus fluctuaciones producen la difusión de la luz
  que le ilumina y la opalescencia crítica.
• Según la regla de las fases, es un punto fijo.
• En el diagrama p-V, la isoterma crítica tiene un
  punto de inflexión, por lo que

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El punto crítico II

• Es muy importante en la descripción de los
  fluidos. Muchos comportamientos son similares.
  Para ello, se usan las variables reducidas

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LECCIÓN 16

• FIN