LIQUIDO SUBENFRIADO
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ESTADO DEL LÍQUIDO SUBENFRIADO E LVIA SOFÍA ARCOS APAZA 2 011 - 111011 UNJBG – FCAG – ESIA 2º AÑO “A”
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ESTADO DEL LÍQUIDO SUBENFRIADO
ELVIA SOFÍA ARCOS APAZA 2011 - 111011 UNJBG – FCAG – ESIA 2º AÑO “A”
TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
ÍNDICE
Introducción ……………………………………………………………pág.2
Marco teórico ………………………………………………………….pág.3
Sustancias
puras……………………………………………….pág.3
Propiedades de las sustancias
puras................................pág.5
Tabla de vapor de agua………………………………………
pág.8
Subenfriamiento en
liquido…………………………………..pág.10
¿Cómo se logra el subenfriamiento de
líquido?...............pág.10
Liquido subenfriado o
comprimido………………………….pág.12
Liquido comprimido y liquido
saturado…………………….pág.13
Graficas de líquido
subenfriado……………………………………..pág.15
Tabla del agua: liquido
subenfriado………………………………..pág.16
Conclusiones……………………………………………………………
pág.17
Bibliografía
……………………………………………………………..pág.18
Página 1
TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
INTRODUCCIÓN
El liquido subenfriado, llamado tambien liquido comprimido, en una
definicion de acuerdo al parametro que rige una sustancia pura
significa que está en estado líquido y que no está a punto de
evaporarse sino que le falta una adición de calor o un cambio
negativo en la presión para hacerlo.
Si hablamos de líquido subenfriado entendemos que la sustancia esta
como liquida a una temperatura menor que la temperatura de
saturación (T < T saturación) para una presión determinada.
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TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
MARCO TEÓRICO:
“LÍQUIDO SUBENFRIADO”
SUSTANCIAS PURAS
Se considera una sustancia pura aquella que mantiene la misma
composición química en todos los estados. Una sustancia pura puede
estar conformada por más de un elemento químico ya que lo
importante es la homogeneidad de la sustancia.
El aire se considera como una sustancia pura mientras se mantengan
en su estado gaseoso, ya que el aire está conformado por diversos
elementos que tienen diferentes temperaturas de condensación a una
presión especifica por lo cual al estar en estado líquido cambia la
composición respecto a la del aire gaseoso.
NOTA: recordar que es incorrecto hablar de estado sólido, líquido,
gaseoso. Esas son “fases” de una sustancia. Podemos tener infinitos
“estados” en una sustancia son el solo hecho de variar las
propiedades intensivas independientes que lo determinan.
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TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
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TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS
*LÍQUIDO COMPRIMIDO O LÍQUIDO SUBENFRIADO:
En una sustancia pura significa que está en estado líquido y que no
está a punto de evaporarse sino que le falta una adición de calor o un
cambio negativo en la presión para hacerlo.
Si hablamos de líquido subenfriado
entendemos que la sustancia esta
como liquida a una temperatura
menor que la temperatura de
saturación (T < T saturación) para
una presión determinada.
LÍQUIDO SATURADO:
Es aquel que está a punto de
evaporarse.
Es importante notar que cuando una sustancia pura esta como líquido
saturado estas e halla totalmente en ese estado, como líquido, nada
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TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
de vapor ya que está a punto de comenzar a crearse a partir del agua
líquida saturada.
VAPOR SATURADO O VAPOR SATURADO SECO:
Es un vapor que está a punto de condensarse.
En esta fase la sustancia esta toda como vapor y es necesario retirar
calor o aumentar la presión para provocar que se generen gotas de
líquido.
DIAGRAMA DE PROPIEDADES:
Para comprender de forma completa el comportamiento de las
sustancias puras es necesario tener en cuenta los diagramas de
propiedades.
Estos diagramas son tres: el diagrama temperatura vs. Volumen
especifico (T – v), el diagrama presión vs. Volumen especifico (P-v) y
el diagrama presión vs. Temperatura (P-T).
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TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
Estos diagramas son extraídos de las proyecciones sobre los planos
que determinan los ejes de las llamadas superficies P-v –T. Y se dice
superficies por el simple hecho de que no es una sino dos, la
superficie para una sustancia que se contrae al congelarse y la
superficie para la sustancia que se expande al congelarse.
Diagrama P-v
En comparación con el diagrama T-v
este diagrama tiene dos grandes
diferencias.
La primera es que la línea que era de
presión constante pasa a ser una línea
de temperatura constante, y la segunda,
que dicha línea desciende de izquierda a
derecha en lugar de ascender
Este diagrama también se conoce como diagrama de fase porque es
posible identificarlas al estar separadas por tres líneas.
La línea de sublimación es la separa la
fase solida de la fase vapor, la de
vaporización separa la fase liquida de
la fase vapor y la línea de fusión
separa la fase solida de la fase
liquida.
Las tres líneas forman el punto triple,
el cual es el estado en el cual las tres fases de una sustancia pueden
coexistir en equilibrio, es un estado donde se puede tener hielo,
liquido.
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TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
TABLAS DE PROPIEDADES:
Para determinar las propiedades de las sustancias puras se hace uso
de tablas ya que las relaciones existentes entre propiedades
termodinámicas son muy complejas para expresarse mediante
ecuaciones.
Las tablas más populares son las tablas de vapor de agua, aunque no
solo contienen las propiedades del vapor de agua sino también del
agua líquida y sólida bajo condiciones específicas.
*TABLA DE VAPOR DE AGUA:
Lo primero es tener en cuenta esta tabla
está dividida en dos partes. La parte en la
que el vapor de entrada es la temperatura
o tablas de temperaturas y la parte en la
que el valor de entrada es la presión o
tabla de presiones.
Dado esto, se escoge cualquiera de las dos
dependiendo de si del valor que se posee
es la temperatura o la presión de agua
como líquido saturado más vapor saturado.
Todas las tablas están ligadas
directamente con los diagramas de propiedades, entonces lo ideal es
identificar que significan los datos de la tabla en cada diagrama.
Para el caso específico de la tabla de temperaturas encontraremos:
1º columna temperatura de la sustancia
2º columna presión de saturación (Psat) para cada temperatura de la
primera columna.
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TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
3º columna volumen especifico del líquido saturado a esa
temperatura y presión de saturación.
Cuando el sistema se calienta a presión constante, la temperatura
aumenta considerablemente mientras que el volumen específico
aumenta ligeramente.
En un momento dado el sistema alcanza el estado representado. Este
estado es el líquido saturado correspondiente a la presión
especificada. Para el agua a 1.014 bar la temperatura de saturación
es de 100 ºC.
Los estados del líquido a lo largo de la línea reciben el nombre, a
veces de estados de líquido subenfriado, porque la temperatura en
estos estados es menor que la temperatura de saturación para la
presión dada.
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TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
Estos estados también se definen como estados del líquido
comprimido porque la presión en cada estado es mayor que la
presión de saturación correspondiente a la temperatura del estado.
Los nombres líquidos, líquido subenfriado y líquido comprimido se
utilizan indistintamente.
SUBENFRIAMIENTO DE LÍQUIDO:
Parte del líquido refrigerante que es recirculado en un sistema de
refrigeración se usa para remover su propio contenido de calor
(entalpía). El calor del líquido es absorbido en el punto de reducción
de presión (la VET reduce la presión del lado de alta a la del lado de
baja).
¿COMO SE LOGRA EL SUBENFRIAMIIENTO DE LÍQUIDO?
Frecuentemente se usan intercambiadores succión /líquido para
transferir calor de la línea líquida a la línea de succión.
Aunque esta manera es efectiva en proveer líquido subenfriado, tiene
un costo para la capacidad del sistema, dado que se añade calor al
gas de succión lo cual reduce la eficiencia volumétrica del compresor.
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EN LAS REGIONES DE LIQUIDO COMPRIMIDO O
SUBENFRIADO SE ENCUENTRA EL VAPOR
SATURADO.
TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
Ocasionalmente se utilizan subenfriadores mecánicos en la forma de
sistemas de refrigeración auxiliares o usando una parte de la
capacidad del sistema principal.
Aunque existen situaciones donde el uso de estos métodos es
ventajoso, de la misma forma que con intercambiadores de calor línea
de succión / líquida, el subenfriamiento logrado con uno de estos
métodos tiene una penalización que requiere un costo adicional.
El subenfriamiento en el condensador no tiene un costo adicional al
sistema, pero desafortunadamente es disponible solamente cuando
las condiciones del ambiente exterior son favorables y el sistema está
diseñado para usarlas para su ventaja.
Muy poco subenfriamiento en el condensador es posible durante la
operación de verano debido a la diferencia de temperatura
(DT) entre el aire que circula a través del condensador y la
temperatura del refrigerante que sale.
Durante la operación de invierno, con control de presión de cabeza
del lado del refrigerante, la diferencia de temperatura (DT) entre la
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LAS VENTAJAS DEL SUBENFRIAMIENTO ES LA
POSIBILIDAD DE SUBENFRIAR EL LÍQUIDO.
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alta temperatura (presión) de condensación y la baja temperatura de
ambiente exterior puede ser significativa.
Líquido subenfriado o comprimido:
El líquido comprimido se encuentra en la región izquierda de la línea
de líquido saturado.
La variación de las propiedades del líquido comprimido debido a la
presión es muy ligera, mientras que con la temperatura muestran
mayor dependencia.
En la mayoría de los casos, cuando no se dispone de tablas de líquido
comprimido para una sustancia pura, los datos sobre el líquido
comprimido se pueden aproximar bastante al usar valores de las
propiedades del estado líquido saturado a la temperatura dada.
Esto implica que los datos del líquido comprimido dependen más de la
temperatura que de la presión.
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LAS LÍNEAS DEL LÍQUIDO SATURADO Y
VAPOR SATURADO, SE
APRECIA LA REGIÓN DEL
LÍQUIDO COMPRIMIDO
TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
LÍQUIDO COMPRIMIDO Y LÍQUIDO SATURADO:
Considere un dispositivo de cilindro embolo que contiene agua líquida
a 20°C y 1 atm de presión.
En estas condiciones el agua existe en fase liquida y se denomina
liquido comprimido, lo cual significa que no está a punto de
evaporarse.
Se transfiere calor al agua hasta aumentar su temperatura a, por
ejemplo 40°C.
A medida que aumenta la temperatura, el agua líquida se expande un
poco y por consiguiente aumentara su volumen especifico y debido
a esta expansión el embolo sube ligeramente.
La presión en el cilindro permanece constante en 1 atm durante este
proceso porque depende de la presión barométrica externa y el peso
del embolo que son constantes.
El agua es un líquido comprado en este estado todavía puesto que no
ha comenzado a evaporarse.
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TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
Conforme se transfiere más calor, la temperatura aumenta hasta
alcanzar 100°C, punto en que el agua todavía permanece liquida pero
cualquier adición de vapor hace que se vaporice algo de agua; es
decir, está a punto de tener lugar un proceso de cambio de fase de
líquido a vapor.
Un líquido que está a punto de evaporarse se llama líquido saturado;
así el estado 2 corresponde al de un líquido saturado.
Liquido subenfriado:
Es el estado termodinámico en el cual sólo existe la fase líquida, la
cantidad de calor por cada kilogramo de agua que se necesita para
adicionar 1°C de temperatura corresponde a 4.2 (KJ / Kg.), y que
corresponde al calor que agregamos al agua.
Se manifiesta en un cambio en la entalpía, no así en sus otras
características termodinámicas como son el volumen específico y su
presión.
B
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EL REFRIGERANTE
LÍQUIDO CONDENSADO USUALMENTE
ENTALPIA DE LA MEZCLA COMO
LÍQUIDO SUBENFRIADO ENTROPIA DE LA MEZCLA
COMO LÍQUIDO SUBENFRIADO
FORMULA PARA CALCULAR UN
LIQUIDO SUNEFRIADO
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CONCLUSIONES
Un líquido subenfriado se determina cuando esta sustancia
esta como liquida a una
temperatura menor que la
temperatura de saturación (T < T
saturación) para una presión
determinada. En muchos casos es
llamado líquido comprimido, por el
momento de dilatarse cada uno de los
estados.
Se dice que solo en el estado termodinámico es donde sólo existe la
fase líquida.
Se reconoció que la variación de las propiedades del líquido
comprimido se produce debido a la presión es muy ligera,
mientras que con la temperatura muestran mayor dependencia.
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LÍQUIDO COMPRIMIDO O SUBENFRIADO.
EJM: EL AGUA CIENAGA AL NIVEL DEL
MAR.
EN EL PUNTO 1, EL LIQUIDO FRIGORIFICO
ESTA A 14 bar Y SUBENFRIADO.
TERMODINÁMICA GENERAL UNJBG – FCAG – ESIA
BIBLIOGRAFÍA
https://cv3.sim.ucm.es/wiki/site/curriculo...1/
Subenfriamiento.html
www.slideshare.net/.../sustancias-puras-gases-ideales-
diagrama-de-...
http://u1termood.blogspot.com/2012/04/liquido-comprimido-y-
liquido-saturado.html
http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/gnavascu/
TERMOTECNIA_10_11/2_TERMOT_SUSTANCIAS_PURAS_2010_11.
http://elcondensador.net/media/Sistemas%20mecatronicos
%20VI/TABLASTermodinamica.pdf
http://www.slideshare.net/marilys/sustancias-puras-gases-
ideales-diagrama-de-propiedades#btnNext
*Libro:
Fundamentos de termodinámica técnica
Escrito por M.J Moran, Howard N. Shapiro
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