Se consideriamo il diagramma di stato di una sostanza pura, il Linea liquidi saturi e Saturated Vapor Line dividono l'intero diagramma di fase in tre regioni.
Una sostanza pura subisce cambiamenti di stato in base alla variazione di temperatura, pressione e volume della sostanza. La linea continua che separa il liquido compresso o sottoraffreddato dalla miscela satura è nota come Linea liquidi saturi.
Un semplice linea liquido saturo per acqua a pressione costante è mostrato nel diagramma Temperatura-Volume come di seguito:
Credito immagine: diagramma TV per il processo di riscaldamento dell'acqua a pressione costante https://www.unipamplona.edu.co/unipamplona/portalIG/home_34/recursos/01general/17012012/unidad_iii_termo_i.pdf
I linea liquido saturo indica il cambiamento di fase di una sostanza da liquido a vapore. Al di sotto della linea del liquido saturo, la sostanza è in forma liquida pura e sopra di essa è in forma di vapore parziale finché non viene aggiunto calore sufficiente per convertirla in vapore al 100%.
Una sostanza occupa un volume specifico più elevato al di sopra della sua linea di liquido saturato a causa della vaporizzazione.
Cos'è una linea di saturazione?
La linea di saturazione è un punto nel diagramma di equilibrio Temperatura Pressione oltre il quale una sostanza o un componente in un sistema sta cambiando da liquido a vapore o da vapore a liquido.
In generale, la linea Saturation è sinonimo dei concetti di Bollitura e condensazione. Infatti, sia l'ebollizione che la condensazione iniziano con la linea di saturazione come punto di partenza.
Linguisticamente parlando, Saturazione si riferisce a uno stato oltre il quale un particolare sistema non può accettare più di un componente: – Come una soluzione satura di zucchero in acqua o una spugna satura di un liquido. Se aggiungiamo più zucchero a una soluzione satura di zucchero in acqua, non si scioglierebbe più zucchero se mantenessimo la stessa temperatura e pressione dell'acqua. In tale stato, la soluzione zuccherina si dice satura.
Allo stesso modo, l'acqua in condizioni atmosferiche inizierebbe a bollire a 100 °C. Se la pressione del sistema viene mantenuta costante, più acqua continuerà a bollire se viene aggiunto più calore fino a quando tutta l'acqua non si sarà trasformata in vapore, senza alcun cambiamento nella temperatura del sistema. La temperatura alla quale si verifica questo fenomeno è chiamata la punto di ebollizione.
Se invece si toglie calore alla miscela acqua-vapore, mantenendo la pressione costante, il vapore comincerebbe a condensare a 100 °C, e si parla di punto di condensazione.
Strumenti Bowman per analizzare le seguenti finiture: i punti di ebollizione o di condensazione variano con la pressione per un particolare componente e può essere indicato da quella che viene chiamata una linea satura in un diagramma PV o TV, come mostrato di seguito.
Credito immagine: diagramma FV per una linea satura https://ecourses.ou.edu/cgi-bin/ebook.cgi?topic=th&chap_sec=02.2&page=theory
Fonte immagine: diagramma TV per una linea satura https://ecourses.ou.edu/cgi-bin/ebook.cgi?topic=th&chap_sec=02.2&page=theory
Definizione di linea di liquido saturo
Una sostanza esisterebbe in forma liquida al di sotto della sua linea di saturazione e come una miscela di vapore-liquido al di sopra di essa.
A linea liquido saturo identifica i diversi punti di temperatura in un diagramma PV e i diversi punti di pressione in un diagramma TV di qualsiasi sostanza oltre la quale cesserà di esistere in forma liquida pura.
In qualsiasi punto indicato dalla linea del liquido saturo nella TV e o diagramma sopra, se al liquido viene aggiunto calore delta a pressione costante, non si verificherà alcun cambiamento di temperatura ma la sua graduale espansione e formazione di vapore.
Temperatura della linea del liquido saturo
La temperatura della linea del liquido saturo varia con la pressione del sistema.
La temperatura di saturazione di una sostanza deve aumentare con l'aumentare della pressione, e quindi la stessa è indicata da un punto più in alto nel linea liquido saturo del diagramma di fase FV/TV.
Linea del liquido di saturazione la temperatura è il punto in cui inizia l'ebollizione quando viene aggiunto calore esterno e la temperatura rimane la stessa fino a quando tutto il liquido non si è vaporizzato. Questa è anche la temperatura dove inizia la condensazione e continua fino a quando tutti i vapori si trasformano in liquido. Se il calore viene ulteriormente rimosso dal sistema oltre il punto di condensazione totale del vapore, il liquido diventa sottoraffreddato. Pertanto la temperatura di un liquido sottoraffreddato è inferiore alla temperatura della linea del liquido saturato.
Domande frequenti
D. Qual è la definizione di punto critico?
Ans: Punto critico indica il punto di una curva pressione-temperatura in cui il liquido e il suo vapore possono coesistere.
Il limite superiore della curva di equilibrio liquido-vapore è noto come punto critico oltre questo punto liquido e gas sono indistinguibili e formano un fluido super critico. La pressione e la temperatura a questo punto sono note rispettivamente come pressione critica e temperatura critica.
Se consideriamo il diagramma PV dell'acqua, il punto in cui linea del liquido saturo e vapore saturo la linea si interseca è nota come punto critico.
Image credit: Vapore liquido Punto critico in un diagramma di fase pressione temperatura https://en.wikipedia.org/wiki/Critical_point_(thermodynamics)
D. Che cos'è un punto triplo?
Ans: Un punto in cui un piccolo cambiamento di pressione e temperatura può portare a un cambiamento di fase di una sostanza.
Il punto nel diagramma di fase pressione-temperatura, in cui le fasi solida, liquida e vapore di una sostanza pura coesistono in equilibrio è noto come punto triplo.
Sono Sangeeta Das. Ho completato il mio Master in Ingegneria Meccanica con specializzazione in Motori IC e Automobili. Ho circa dieci anni di esperienza nell'industria e nel mondo accademico. La mia area di interesse comprende motori IC, aerodinamica e meccanica dei fluidi. Puoi contattarmi a