Otras carreras Punto triple

[Visitante]

Tengo una duda sobre la línea triple de cualquier sustancia.
Imaginemos que tenemos agua que en parte esta en estado sólido, en parte líquida y también gas, esto solo puede suceder si dicha sustancia tiene las condiciones de presión y temperatura tales que se encuentre en la línea triple. Pero que es lo que determina si hay mucho más líquido que hielo o más gas que líquido...?
Es decir, entiendo que si damos energía al sistema de forma tal que la sustancia permanezca en la línea triple entonces el estado final tendrá menos hielo que al principio, pero cual sera la relación de masa de líquido respecto a la masa de vapor? Variará a medida que damos energía al sistema?

[Rodri]

Re: Punto triple

No lo he pensado mucho, pero yo diría que la cantidad de cada fase la determinan (al menos) dos cosas:

1) El proceso por el que se ha llegado a las condiciones del punto triple. No será lo mismo si se ha partido de una situación en la que todo era hielo y se ha ido fundiendo hasta llegar al punto triple que si se ha partido de una situación en la que había una mezcla de vapor y fase líquida y desde ahí se ha seguido la línea divisoria líquido/vapor hasta el punto triple....

2) La geometría del recipiente que contiene la masa de agua, que a su vez condiciona la superficie de las fases sólida y líquida. Estas superficies son importantes ya que a través de ellas se producen las transiciones a/desde la fase de vapor. No será lo mismo tener hielo más agua líquida +vapor en un recipiente cilíndrico largo y estrecho que en uno ancho y de poca altura.
Por otra parte la geometría del volumen disponible para la fase gaseosa también condiciona la presión de vapor resultante para la cantidad de vapor existente, la cual debe permanecer igual a la presión de vapor del punto triple.

Si estoy en lo cierto y estos dos factores influyen en las cantidades de cada fase no me parece que pueda determinarse con una fórmula sencilla.

[Visitante]

Re: Punto triple

Pero en teoría las fases dependen de la temperatura, presión y volumen específico, de modo que las propiedades termodinámicas del agua quedan completamente definidas si se sabe estas tres variables. Pero según tu explicación en la línea triple no basta con saber estas tres variables? Sino que dependerá de otras cosas como la geometría del recipiente?

[Rodri]

Re: Punto triple

Pero en teoría las fases dependen de la temperatura, presión y volumen específico, de modo que las propiedades termodinámicas del agua quedan completamente definidas si se sabe estas tres variables. Pero según tu explicación en la línea triple no basta con saber estas tres variables? Sino que dependerá de otras cosas como la geometría del recipiente?

En efecto la fase en que se encuentra el agua depende de las variables termodinámicas. Pero el punto triple es algo así como una "singularidad", al igual que los puntos de las líneas divisorias entre fases. En ellos existe un equilibrio entre fases y ambas son posibles.
De todas formas, no estoy convencido de la explicación que te he dado antes. Solo he lanzado un pensamiento en voz alta que quizá algún otro miembro del foro podrá corregir o completar

[Visitante]

Re: Punto triple

Lo que observo es que en estado de vapor humedo por ejemplo las propiedades termodinámicas quedan definidas si conoces P,v y T.
Pero en la línea triple veo que en caso de que quedaran definidas entonces también tendrian que quedar definidas las relaciones masa de vapor/masa de líquido y masa de vapor/masa de solido

[arivasm]

Re: Punto triple

La pregunta valdría para cualquier otra situación en la que convivan dos (o más) estados. Así pues, preguntémonos, por ejemplo, de ¿qué depende la cantidad de hielo/agua líquida que habrá a 0ºC (y 1 atm)?. Evidentemente de la historia de cómo se halla llegado a ese estado, por ejemplo de las condiciones iniciales del sistema.

[Visitante]

Re: Punto triple

Yo creo que no depende de la historia de como se ha llegado sino del volumen específico, es decir, con tan solo saber la media de volumen específico de la mezcla ya puedes determinar la relación hielo/agua líquida pero en una situación de punto triple también queda definida esa relación con tan solo saber la media de volumen específico, P y T? En caso afirmativo, como se calcula?

[arivasm]

Re: Punto triple

Creo que ya entiendo tu duda. Se corresponde con esta segunda pregunta que hacías en tu primer mensaje.

si damos energía al sistema de forma tal que la sustancia permanezca en la línea triple entonces el estado final tendrá menos hielo que al principio, pero cual sera la relación de masa de líquido respecto a la masa de vapor? Variará a medida que damos energía al sistema?

Mi respuesta anterior iba por la primera que pusiste

que es lo que determina si hay mucho más líquido que hielo o más gas que líquido...?

aunque, ciertamente sería incompleta para el caso del punto triple.

Obviamente tenemos dos incógnitas, que son las fracciones que corresponden a dos de las tres fases. Por tanto necesitamos dos ecuaciones. Una de ellas la proporcionará la energía interna del sistema. Para la segunda entiendo que será la que se deduzca de que la entropía, una vez alcanzado el equilibrio, será máxima.