Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS
figuras 3-24 y 3-25, en las que T y v podrían considerarse como las variables
independientes (la base) y P la variable dependiente (la altura).
Todos los puntos sobre la superficie representan estados de equilibrio. La
totalidad de los estados a lo largo de la trayectoria de un proceso de cuasiequilibrio
yacen sobre la superficie P-v-T, ya que tal proceso debe pasar por
estados de equilibrio. Las regiones de una sola fase aparecen como superficies
curvas sobre la superficie P-v-T, mientras que las de dos como superficies perpendiculares
al plano P-T. Esto es de esperarse porque las proyecciones de las
regiones de dos fases sobre el plano P-T son líneas.
Todos los diagramas bidimensionales expuestos hasta ahora son proyecciones
de esta superficie tridimensional sobre los planos apropiados. Un diagrama P-v
es sólo una proyección de la superficie P-v-T sobre el plano P-v, mientras que
el diagrama T-v es una proyección vista desde arriba de esta superficie. Las
superficies P-v-T presentan de inmediato una gran cantidad de información,
pero en un análisis termodinámico es más conveniente trabajar con diagramas
bidimensionales, como los diagramas P-v y T-v.
u 1
P 1 v 1
Volumen
de
control
u 2
P 2 v 2
FIGURA 3-26
La combinación u Pv suele encontrarse
en el análisis de volúmenes de control.
3-5 ■ TABLAS DE PROPIEDADES
Para la mayor parte de las sustancias, las relaciones entre propiedades termodinámicas
son demasiado complejas para expresarse por medio de ecuaciones
simples; por lo tanto, las propiedades suelen presentarse en forma de tablas.
Algunas propiedades termodinámicas se miden con facilidad, pero otras no y
deben calcularse a través de las relaciones que involucren propiedades medibles.
Los resultados de estas mediciones y cálculos se presentan en tablas con
un formato conveniente. En el siguiente análisis se utilizan tablas de vapor de
agua para mostrar el uso de tablas de propiedades termodinámicas. Para otras
sustancias, las tablas de propiedades se utilizan de la misma manera.
Para cada sustancia las propiedades termodinámicas se listan en más de una
tabla, ya que se prepara una para cada región de interés, como las de vapor
sobrecalentado, de líquido comprimido y de saturación (mezcla). Estas tablas
se presentan en el apéndice del libro, tanto en unidades del SI como inglesas.
Las que están en unidades inglesas tienen el mismo número que las correspondientes
en el SI, seguidas de un identificador E. Las tablas A-6 y A-6E,
por ejemplo, contienen las propiedades del vapor de agua sobrecalentado, la
primera en unidades del SI y la segunda en inglesas. Antes de iniciar la exposición
de las tablas es conveniente definir una nueva propiedad llamada entalpía.
Entalpía: una propiedad de combinación
Quien examine las tablas notará dos nuevas propiedades: entalpía h y entropía
s. La entropía es una propiedad relacionada con la segunda ley de la termodinámica
y no se usará hasta definirla formalmente en el capítulo 7. Pero
en éste sí es conveniente introducir la entalpía.
En el análisis de cierto tipo de procesos, particularmente en la generación
de potencia y en refrigeración (Fig. 3-26), a menudo se encuentra la combinación
de propiedades u + Pv. Para simplificar y por conveniencia, esta com-