Page 535 - Quimica - Undécima Edición
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11.9 Diagramas de fases 505
Paso 2: Evaporación de 346 g de agua a 100°C (un cambio de fase)
En la tabla 11.6 vemos que DH vap 5 40.79 kJ/mol para el agua, así que
1 mol H 2 O 40.79 kJ
q 2 5 346 g H 2 O 3 3
18.02 g H 2 O 1 mol H 2 O
5 783 kJ
Paso 3: Calentamiento del vapor de 100°C a 182°C
q 3 5 ms¢t
5 (346 g) (1.99 J/g ? °C) (182°C 2 100°C)
4
5 5.65 3 10 J
5 56.5 kJ
La energía global requerida está dada por
q global 5 q 1 1 q 2 1 q 3
5 145 kJ 1 783 kJ 1 56.5 kJ
5 985 kJ
Verifi cación Todos los valores de qs tienen signo positivo, lo que concuerda con el hecho
de que se absorbe calor para elevar la temperatura desde 0°C hasta 182°C. También, como se
esperaba, se absorbió mucho más calor durante la transición de fase. Problema similar: 11.76.
Ejercicio de práctica Calcule el calor liberado cuando 68.0 g de vapor a 124°C se con-
vierten en agua a 45°C.
11.9 Diagramas de fases
Las relaciones completas entre las fases sólida, líquida y de vapor se representan mejor Animación
en una sola gráfi ca conocida como diagrama de fases . Un diagrama de fases resume las Diagrama de fases y los estados de la
materia
condiciones en las cuales una sustancia existe como sólido, líquido o gas. En esta sección
analizaremos los diagramas de fases del agua y del dióxido de carbono.
El agua
En la fi gura 11.40a) se presenta el diagrama de fases del agua. La gráfi ca se divide en
tres regiones y cada una representa una fase pura. La línea que separa dos de las regiones
indica las condiciones en las que estas dos fases pueden estar en equilibrio. Por ejemplo,
la curva trazada entre las fases líquida y vapor muestra la variación de la presión de vapor
con la temperatura. (Compare esta curva con la fi gura 11.35.) Del mismo modo, las otras
dos curvas indican las condiciones para que se establezca un equilibrio entre el hielo y el
agua líquida, y entre el hielo y el vapor de agua. (Observe que la línea que limita las
fases sólida-líquida tiene pendiente negativa.) El punto en el que se unen las tres curvas La pendiente negativa de la línea divi-
soria sólido-líquido se debe al hecho
se denomina punto triple , y corresponde a la única condición en la que las tres fases
de que el volumen molar del hielo es
pueden estar en equilibrio entre sí. Para el agua, este punto está a 0.01°C y 0.006 atm. mayor que el del agua líquida, por lo
Los diagramas de fases permiten predecir los cambios en el punto de fusión y en el tanto, el agua es más densa que el
hielo. Un aumento en la presión favo-
punto de ebullición de una sustancia debido a los cambios de la presión externa. También
rece la fase líquida.
permiten anticipar las direcciones de las transiciones de las fases producidas por los cam-
bios de temperatura y presión. Los puntos normales de fusión y ebullición del agua a 1
atm de presión son 0°C y 100°C, respectivamente. ¿Qué pasaría si el agua se fundiera o
