APUNTES DE CLASE (USO DE LA TABLAS DE PROPIEDADES )

Presentación

Introducción

Conceptualización

Sustancia pura

Propiedades

Estados de las sustancias y cambios de fase

Descripción de las tablas de propiedades termodinámicas

Agua saturada

Descripción de las tablas de agua saturada Lectura de las propiedades del agua líquida saturada y del vapor de agua saturado

Ejemplos sobre líquido saturado y vapor saturado

Vapor húmedo

Evaluación de las propiedades de un vapor húmedo

Ejemplos para determinar las propiedades de un vapor húmedo

Vapor sobrecalentado

Determinación del estado de vapor sobrecalentado

Lectura de los datos en las tablas de vapor sobrecalentado

Ejemplos sobre vapor sobrecalentado

Líquido comprimido o subenfriado

Determinación del estado de un líquido comprimido

Lectura de las tablas de líquido comprimido

Ejemplos sobre líquido comprimido

Caso especial para el líquido comprimido

Hielo saturado vapor de agua
Resumen del proceso de cambio de fase desde el líquido comprimido hasta el vapor sobrecalentado

Pasos generales para evaluar el estado del agua en las tablas de propiedades termodinámicas

Ejercicios resueltos

Ejercicios propuestos

Bibliografía

Anexo 1. Interpolación para determinar las propiedades en las tablas de vapor

A. Modelo de interpolación de datos entre las filas de las tablas

B. Modelo de interpolación de datos entre las columnas de las tablas

Los estudiantes de Ingeniería requieren del uso de tablas para definir propiedades y cantidades energéticas de diversas sustancias; estas can-tidades difieren de acuerdo con el estado de la sustancia. Por lo tanto, antes de definir las propiedades de una sustancia, se debe identificar su estado.

El estado de una sustancia se define con base en dos propiedades que sean independientes. Una combinación de estas puede ser, por ejemplo, temperatura y presión, temperatura y volumen específico, presión y energía interna, etc. Con base en dos de estos conjuntos, se puede establecer si su estado es sólido, líquido o gaseoso. Sin embargo, en expresiones ter-modinámicas, se debe especificar a qué corresponde cada uno de estos estados en términos de si es un líquido saturado, un vapor saturado, un vapor sobrecalentado, un líquido subenfriado/comprimido o un sólido saturado, etc.

Cuando se precisa de esta forma el estado de una sustancia, se ubica su uso dentro de procesos industriales y otros que hacen parte de la vida cotidiana. Hay sustancias que fácilmente pueden ser transportadas como líquidos comprimidos; un ejemplo común es el oxígeno líquido (cuyo uso medicinal es relevante) y su temperatura de almacenamiento es de -183 °C (Abello Linde, 2007); otro es el nitrógeno líquido, que se alma-cena a-196 °C (Air Liquide, 2008); otros, como el vapor de agua saturado o sobrecalentado, se constituyen en elementos muy importantes para la producción de energía, en procesos que requieran intercambiadores de calor, procesos esos de esterilización, etc.

Las tablas de vapor de agua y otras sustancias han sido establecidas con base en los siguientes conceptos teóricos, los cuales, antes de hacer uso de las tablas, deben ser comprendidos y aprehendidos por el estudiante.

Ingeniería Ambiental