Diagrama de fases
Mire el reverso de un paquete de mezcla para pastel. ¿Ves donde dice ‘direcciones de gran altitud’? ¿Alguna vez se preguntó por qué tiene esta sección? Es porque las cosas se cocinan de manera diferente a mayores altitudes. La presión es menor cuanto más alta estás en la Tierra, por lo que los productos químicos, como el bicarbonato de sodio en la torta, se comportan de manera diferente. Podemos predecir cómo se comportarán las sustancias a diferentes presiones y temperaturas con un diagrama de fases.
Un diagrama de fases es un gráfico del estado físico de una sustancia (sólida, líquida o gaseosa) y la temperatura y presión de la sustancia. Los diagramas de fase son únicos para cada sustancia diferente.
Comencemos mirando un diagrama de fases y explorando todo lo que contiene. El eje x del gráfico muestra la temperatura. A medida que aumenta la temperatura, la mayoría de las sustancias cambian de sólido a líquido y luego a gas. El eje y muestra presión.
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Mira las tres líneas continuas en el gráfico. Estas son las líneas de equilibrio de fase . Son las líneas en un diagrama de fases donde dos fases están en equilibrio. Una línea muestra el punto de equilibrio entre sólido y líquido. Uno muestra el punto de equilibrio entre líquido y gas. El tercero muestra el punto de equilibrio entre el sólido y el gas. Sí, sólido y gas. Algunas sustancias pueden cambiar directamente de sólido a gas y de gas a sólido sin pasar por la fase líquida.
Mira la línea de equilibrio sólida. Si se mueve a la izquierda de esta línea, ya sea aumentando la presión o bajando la temperatura, la sustancia se vuelve sólida. Si se mueve hacia la derecha, la sustancia es líquida hasta que llega a la línea de equilibrio líquido / gas.
Punto de Equilibrio Económico: Qué es, Características y Ejemplos
Triple punto
Las líneas de equilibrio de tres fases se encuentran en un punto. Este punto triple es el punto donde las condiciones de temperatura y presión son adecuadas para que los tres estados (sólido, líquido y gas) coexistan juntos en equilibrio. El punto triple es como el pico de una pirámide. Si está de pie en la parte superior de la pirámide, no importa en qué dirección dé un paso, está entrando en un lado diferente. No importa dónde se mueva desde un punto triple, está entrando en una fase diferente.
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Punto crítico
Las tres fases de una sustancia a veces pueden ser indistinguibles entre sí. Mire la línea en este gráfico que separa el líquido del gas:
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A medida que aumenta la temperatura, la sustancia alcanza un punto crítico. En el punto crítico , los estados gaseoso y líquido de una sustancia son idénticos y la sustancia está en una fase. Por encima del punto crítico, la sustancia es un fluido supercrítico . Este es un estado en el que la fase líquida y gaseosa de una sustancia son indistinguibles.
Resumen de la lección
Un diagrama de fases es un gráfico del estado físico de una sustancia (sólida, líquida o gaseosa) y la temperatura y presión de la sustancia. Hay tres líneas continuas en el diagrama de fase que se denominan líneas de equilibrio de fase . Estas líneas muestran dónde están en equilibrio dos fases.
El punto crítico en el diagrama de fases muestra dónde los estados gaseoso y líquido de un líquido son idénticos y la sustancia está en una fase. Por encima del punto crítico, una sustancia es un fluido supercrítico , donde la fase gaseosa y líquida de una sustancia son indistinguibles.
¿Qué son los cambios de fase en termodinámica?
Los resultados del aprendizaje
Después de ver esta lección en video, podría tener la capacidad de:
- Leer un diagrama de fases y explicar su importancia.
- Identificar líneas de equilibrio de fase, puntos triples y puntos críticos en un diagrama de fase.
- Describe en qué punto una sustancia es un fluido supercrítico.
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