Gases reales y cambios de fase ¿Qué pasa cuando la presión (Muy alta) y la temperatura (Lejos del punto de

licuefacción) no satisfacen la ley del gas ideal?

En el modelo de gas ideal, las sustancias siempre se encuentran en estado gaseoso.

Sin embargo, el comportamiento de una sustancia real es mucho más complejo. Ésta

puede experimentar lo que se denomina un cambio de fase o cambio de estado.

Cuando a una sustancia se le suministra o extrae una cierta cantidad de calor, a nivel

microscópico las interacciones entre sus moléculas cambian y, dependiendo de su

estado termodinámico, puede encontrarse en estado sólido, líquido o vapor, o en una

combinación de estos estados.

Comportamiento de un gas real en relación a la gráfica de presión contra volumen,

donde cada punto representa un estado de equilibrio de la sustancia dada. Las

diversas curvas (Gris, rojo, negro y verde) indican como varia la presión conforme

cambia el volumen a temperatura constante para diferentes valores de temperatura.

Tgris > Trojo > Tnegro > Tverde.

La curva gris representa el comportamiento de un gas según la ley del gas ideal.

La curva representada en rojo se denomina crítica (y su temperatura, la temperatura

crítica). Esta curva separa dos comportamientos: cuando una sustancia se encuentra a

una temperatura superior a su temperatura crítica, siempre está en estado gaseoso,

por muy alta que sea la presión. Por el contrario, cuando está a una temperatura

inferior a la crítica, puede estar en estado sólido, líquido o vapor (en la gráfica se han

representado solamente las zonas de líquido y vapor).

Los puntos representados con las letras A y B corresponden respectivamente a los

estados denominados vapor saturado y líquido saturado. Ambos están sobre una curva

(representada en línea punteada) denominada curva de saturación. Por debajo de ella,

todos los estados son una mezcla de líquido y vapor.

En la gráfica también se observa que la zona de la curva que se encuentra por debajo

del punto máximo de saturación es una recta horizontal. Por tanto, cuando el cambio de

fase líquido - vapor se produce a presión constante, se produce también a temperatura

constante.

Para que una sustancia cambie de fase, es necesario suministrale o extraerle una

cierta cantidad de calor. Si el cambio de fase se produce a presión constante, este

calor no se traduce en un incremento de temperatura, y se denomina calor latente.

Temperatura crítica (Tc) es la temperatura más alta a la cual se puede licuar un gas.

Las propiedades macroscópicas de un líquido y un gas en el punto crítico son

prácticamente indistinguibles. Por encima de Tc sólo existe el estado gaseoso.

Temperaturas y presiones críticas

http://catedras.quimica.unlp.edu.ar/intqca/vela/van%20der%20Waals-Andrews-DFase-2011.pdf

http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/termo1p/gasreal.html

Diagrama PV, para una sustancia real. Las curvas de diferentes colores representan el mismo gas a diferentes temperaturas. Tgris > Trojo > Tnegro > Tverde