Proprietà sostanze pure

Le sostanze pure

Una sostanza può trovarsi in tre diversi stati di aggregazione:

• Solido: Caratterizzato da una forma e volume proprio, reagisce elasticamente alle sollecitazioni meccaniche che tentano di modificarne la forma e il volume.
• Liquido: Ha solo un volume proprio, mentre assume la forma del contenitore che lo contiene, perciò reagisce elasticamente solo alle azioni meccaniche che cercano di modificarne il volume e non la forma.
• Gas: Non ha né un volume né una forma propria, tende ad occupare tutto il recipiente che lo contiene esercitando una pressione sulle pareti di questo.

Così come esistono tre stati in cui si può trovare una sostanza esisteranno altrettanti passaggi di stato. Prendiamo in considerazione una sostanza (per unità di massa) allo stato solido posta in un cilindro con pareti adiabatiche munito di un pistone in grado di esercitare differenti pressioni. Immaginiamo di iniziare la somministrazione di calore, avremo che la temperatura subirà un brusco incremento iniziale, ma raggiunto un certo valore, il quale corrisponde alla temperatura di fusione, essa cessa di aumentare e avverrà il passaggio di stato che mi porterà ad avere la fase liquida, ovvero la fusione. Bisogna notare che anche se la temperatura si mantiene costante, per far avvenire il passaggio di stato bisogna continuare la somministrazione di calore. Tale calore è il calore di fusione. Il volume specifico del liquido sarà maggiore di quello del solido (fa eccezione l’acqua e le soluzioni acquose in generale in quanto tali sostanze aumentano di volume congelando).

Se una volta terminata la fusione riprendiamo a somministrare calore avremo che dopo un valore soglia, la temperatura si manterrà costante e comparirà la fase aeriforme, in tal modo (evaporazione) e il vapore formatosi ha un volume specifico molto maggiore rispetto al liquido. Tale processo prosegue in maniera tale che, se cessassimo la somministrazione di calore a processo non concluso, si avrebbe una netta distinzione tra il vapore formato che si troverà nella zona superiore del contenitore e prende il nome di vapore saturo secco, e il liquido restante nella zona inferiore che altro non è che il liquido saturo. Se continuassimo a dar calore al vapore formato, una volta terminata la fusione, avremo che la temperatura continuerà ad aumentare e avremo il vapore surriscaldato il quale è considerabile come gas perfetto.

Valori limite nelle sostanze

• Temperatura critica: Temperatura massima alla quale possono coesistere liquido/vapore, oltre tale valore esisterà solo la fase aeriforme.
• Pressione corrispondente al punto triplo: La pressione al di sotto della quale non esiste la fase liquida.

I sistemi di nostro interesse sono i sistemi eterogenei, ovvero costituiti da più fasi, dove per fase intendiamo ogni sua parte omogenea meccanicamente separata dalle altre. Prima di procedere nella nostra analisi, è importante spostare la nostra attenzione su delle particolarità:

- Il fatto che un sistema sia omogeneo o eterogeneo non dipende da...