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• Cardenas Velasques Enrique

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DIAGRAMA PVT El diagrama PVT es la representación en el espacio tridimensional Presión Volumen específico - Temperatura de los estados posibles de un compuesto químico. Estos estados configuran en el espacio PVT una superficie discontinua, debiéndose las discontinuidades a los cambios de estado que sufre el compuesto al variarse las condiciones de presión y temperatura, que son las variables que suelen adoptarse como independientes en los estudios y cálculos termodinámicos, principalmente por la relativa sencillez de su medida. Las superficies delimitan las zonas de existencia de la fase sólida, la fase líquida y la fase gaseosa. Nótese que para una fase dada P, V y T están relacionados por la ecuación de estado (tal como la ecuación de los gases perfectos o la ley de deformación elástica para los sólidos). Existe un cuarto parámetro, n, la cantidad de sustancia, responsable de que no existan zonas prohibidas en el diagrama variando simultáneamente P, V y T.

Muestra un diagrama cualitativo de una sustancia que se contrae al congelarse. Para una sustancia que se expande al congelarse, la superficie sólido-líquido estaría a un volumen específico más pequeño que para la superficie sólida. Las regiones donde sólo existe una fase se marcan como sólido, líquido y vapor. Donde simultáneamente existen dos fases, las regiones están marcadas como sólido-líquido (S-L), sólido-vapor (S-V), y líquido-vapor (L-V). A lo largo de la línea triple, que es una línea de temperatura y presión constantes, coexisten las tres fases.

Diagrama p-v-T de una sustancia que se contrae al congelarse (arriba) Proyecciones en los planos PV-PT-TV (abajo)

La superficie p-v-T puede proyectarse sobre el plano p-v, y el plano TV, y el p-T, con lo cual se obtienen los diagramas p-v, T-v y p-T que se ven en la figura. El proceso de fusión, vaporización y sublimación (la transformación de un sólido directamente a vapor), se ilustran en la parte (c). Se puede observar que cuando la línea triple de la figura 2.3 se ve paralela al eje v, parece ser un punto, razón por la cual se denomina punto triple. Se muestra una línea de presión constante en el diagrama T-v y una línea de temperatura constante en el diagrama p-v, que son los dos diagramas que con frecuencia se trazan en problemas referentes a cambio de fase. Debemos familiarizarnos muy bien con estos dos diagramas; pues serán muy útiles cuando se analicen problemas de esta naturaleza.

Diagramas p-v, T-v y p-T

El interés práctico principal está en situaciones que comprenden las regiones líquido, líquido-vapor y vapor. Un vapor saturado se encuentra sobre la línea de vapor saturado y un líquido saturado sobre la línea de líquido saturado. La región a la derecha de la línea de vapor saturado es la región sobrecalentada; la región a la izquierda de la línea de líquido saturado es la región de líquido comprimido (también llamada región de líquido subenfriada). Se encuentra un estado supercrítico cuando la presión y temperatura son mayores a los valores críticos.