Ejemplos de uso del diagrama Txy

00:20:08
https://www.youtube.com/watch?v=aIA0wYMpDPs

Resumen

TLDREl video trata sobre la resolución de ejercicios relacionados con el calentamiento y enfriamiento de mezclas utilizando diagramas de fase, específicamente el diagrama P-X. Explica cómo manejar una mezcla de benceno y tolueno, observando cambios de temperatura y composición en los estados de líquido y vapor bajo presiones constantes. Se realizan cálculos para determinar puntos de burbuja y rocío, y se ilustra cómo interpretar los cambios en las fracciones molares y las cantidades de líquido y vapor. El video también aborda el balance de materia para mezclar componentes y el cálculo de la fracción condensada, usando ejemplos específicos y principios como la ley de Raoult.

Para llevar

  • 📉 Uso de diagramas P-X para análisis de fases.
  • 📈 Determinación de temperatura de burbuja y rocío.
  • 🔍 Análisis de la composición en el equilibrio.
  • ⚙️ Aplicación de la ley de Raoult para cálculos de fase.
  • 📊 Balance de materia en procesos de condensación.
  • 🔥 Evolución de estados en calentamiento de mezclas.
  • 💧 Comportamiento de mezclas en equilibrio líquido-vapor.
  • 📐 Interpretación gráfica de cambios de temperatura y composición.
  • 🔄 Evaluación de las fracciones molares durante cambios de fase.
  • 📝 Ejercicios aplicados para entender principios de termodinámica.

Cronología

  • 00:00:00 - 00:05:00

    En el video, se realizan tres ejercicios usando el diagrama Px y se explica su uso en una mezcla que se calienta de 65 a 105 grados centígrados a una atmósfera. Se empieza con una mezcla de 50% benceno y 50% tolueno. El proceso inicia en el estado líquido, se calienta y se observa que al llegar a cierto punto aparece la primera burbuja, cuya temperatura y composición se calculan. Se explica cómo el calentamiento continuo genera más vapor que cambia las fracciones molares de las fases líquida y vapor, destacando que la cantidad de líquido disminuye y la del vapor aumenta, al igual que las fracciones molares del benceno y tolueno cambian en el proceso.

  • 00:05:00 - 00:10:00

    Se continúa con preguntas sobre el cambio de estado de la mezcla: a qué temperatura se evapora la última gota y su composición, que se resuelve usando el diagrama. Se explica que conforme se calienta, todo el líquido se convierte en vapor, y se detalla el comportamiento de las curvas en el diagrama para mezclas puras como el benceno y el tolueno. Se menciona que si se calienta únicamente benceno, comenzará a evaporarse a 80 grados. Se muestran las temperaturas de ebullición normal para ambos componentes obtenidas del diagrama, y se describe cómo el calentamiento a presión constante implica cambios en fases hasta evaporar completamente el líquido.

  • 00:10:00 - 00:15:00

    Se presenta un ejercicio para practicar con una mezcla gaseosa que se enfría a presión constante de 115 a 65 grados centígrados. Se detallan varios puntos a analizar para este caso, incluidas respuestas para algunas preguntas planteadas como determinar la temperatura del punto de rocío y la composición de la primera gota líquida. Se termina sugiriendo hacer un balance de materia para entender la separación por condensación de forma similar a ejemplos previos con un enfoque en el uso del diagrama para obtener soluciones aproximadas de las fracciones en estado de equilibrio.

  • 00:15:00 - 00:20:08

    El ejercicio final involucra una mezcla estimulada en 120 grados centígrados que se condensa a 95 grados. Se emplea el diagrama para resolverlo, identificando las fracciones líquidas y de vapor, y cómo estas son influenciadas por la temperatura dada. Se sugieren cálculos adicionales para que los espectadores resuelvan balances de materia, y se les desafía a repetir el procedimiento con variaciones de temperatura para observar cómo aumentaría la cantidad de líquido condensible. El capítulo concluye exhortando a los estudiantes a practicar ampliamente estos métodos.

Ver más

Mapa mental

Vídeo de preguntas y respuestas

  • ¿Qué es un diagrama P-X?

    Es un gráfico que representa el equilibrio de fases en una mezcla binaria, mostrando las composiciones y temperaturas de liquidus y vaporus a presión constante.

  • ¿Cómo se determina el punto de burbuja en un diagrama de fases?

    Se identifica en el diagrama donde la línea de equilibrio líquido-vapor es alcanzada al calentar la mezcla, marcando el inicio de la formación de burbujas.

  • ¿Qué sucede cuando se toca la curva de burbuja en una mezcla binaria?

    Comienza a formarse vapor en la mezcla, indicando el inicio del cambio de fase de líquido a vapor.

  • ¿Qué indica el punto de rocío en un diagrama de fases?

    Es la temperatura a la cual se condensa la última burbuja de vapor al enfriar la mezcla, marcando el inicio del cambio de fase de vapor a líquido.

  • ¿Qué papel juega la ley de Raoult en estos ejercicios?

    Permite calcular las presiones parciales de los componentes en equilibrio líquido-vapor, esencial para entender la composición de las fases.

  • ¿Cómo se determina la composición de la primera burbuja o gota en un diagrama?

    Se trazan las líneas hasta los ejes de composición desde el punto de la curva de burbuja o rocío en el diagrama.

  • ¿Qué es la fracción condensada?

    Es la proporción de una corriente alimentada que se convierte en líquido tras la condensación durante el enfriamiento.

Ver más resúmenes de vídeos

Obtén acceso instantáneo a resúmenes gratuitos de vídeos de YouTube gracias a la IA.
Subtítulos
es
Desplazamiento automático:
  • 00:00:00
    en este vídeo vamos a hacer tres
  • 00:00:02
    ejercicios
  • 00:00:03
    usando el diagrama px y el lanzan a tu
  • 00:00:05
    lado
  • 00:00:07
    qué tiene que ver con lo que hemos
  • 00:00:09
    estado viendo
  • 00:00:10
    y aquí ya está el diagrama
  • 00:00:13
    y anuncian que se usa el diagrama te
  • 00:00:17
    quise para lanzar a todos los no
  • 00:00:18
    considerando una mezcla y simular que se
  • 00:00:22
    calienta de 65 a 105 grados centígrados
  • 00:00:26
    a una atmósfera
  • 00:00:28
    entonces es este arma porque está una
  • 00:00:30
    atmósfera y lo que nos dice es tenemos
  • 00:00:33
    una mezcla que estamos en este punto es
  • 00:00:35
    estimular es decir es puntos de 50%
  • 00:00:38
    benceno 50% terreno y lo que nos dice es
  • 00:00:41
    que lo vamos a calentar la presión
  • 00:00:42
    constante de ese punto en azul que
  • 00:00:44
    dibuje hasta su aplicación
  • 00:00:49
    nos pide pues que nos desplacemos
  • 00:00:57
    y pues ahí te contestaremos una serie de
  • 00:00:59
    preguntas a qué temperatura se forma la
  • 00:01:01
    primera burbuja es la primera pregunta
  • 00:01:04
    lo que aprendimos pues es que
  • 00:01:10
    si tocamos la curva hasta que esté
  • 00:01:14
    contra x
  • 00:01:16
    y nos venimos acá hacia la izquierda
  • 00:01:20
    esto es
  • 00:01:22
    la temperatura el punto de burbuja la
  • 00:01:25
    temperatura del montón
  • 00:01:28
    de burbujas
  • 00:01:30
    digamos que es
  • 00:01:33
    no es que son 92 de las sentidas
  • 00:01:37
    este sería pues la temperatura del punto
  • 00:01:40
    de burbuja
  • 00:01:42
    y la segunda pregunta es cuál es la
  • 00:01:43
    composición de esa burbuja ese tamaño
  • 00:01:46
    ya lo sabe vamos a hacer nos desplazamos
  • 00:01:52
    colgaste
  • 00:01:53
    contra yen
  • 00:01:56
    bajamos al dejen
  • 00:01:59
    x y esta es la composición de esa
  • 00:02:02
    primeros
  • 00:02:05
    burbujas
  • 00:02:09
    digamos que es aproximadamente
  • 00:02:12
    0.74
  • 00:02:15
    de benceno vapor formol
  • 00:02:18
    y pues el resto es persona
  • 00:02:27
    todos vamos a obtener del diagrama luego
  • 00:02:30
    dice el tercer planta pesada con las
  • 00:02:32
    cantidades de líquido y vapor y las
  • 00:02:34
    composiciones conforme ocurre el
  • 00:02:36
    calentamiento entonces empiezas en este
  • 00:02:39
    punto donde sólo hay líquido
  • 00:02:44
    y empiezas a subir
  • 00:02:48
    sigue viendo sólo líquido no ha cambiado
  • 00:02:50
    la composición ni la cantidad de líquido
  • 00:02:52
    sólo se está calentando
  • 00:02:55
    pero luego tocamos la línea t
  • 00:02:58
    xy donde aparece la primera burbuja
  • 00:03:00
    pérez de expresión
  • 00:03:03
    y ya establecimos que esta es la
  • 00:03:04
    composición de la primera burbuja si
  • 00:03:06
    seguimos calentando
  • 00:03:09
    ya entonces se forma más vapor y
  • 00:03:13
    pues ya hay composiciones
  • 00:03:17
    esta sería la composición para el
  • 00:03:20
    líquido
  • 00:03:23
    y está fuera
  • 00:03:25
    el vapor
  • 00:03:30
    entonces qué fue lo que pasó que la
  • 00:03:31
    confusión del vapor pues se está
  • 00:03:33
    moviendo hacia acá
  • 00:03:35
    del líquido también están disminuyendo
  • 00:03:39
    de este punto de aquí donde tienes sólo
  • 00:03:42
    líquidos conforme subes a este punto y
  • 00:03:45
    sigue subiendo generando cada vez más
  • 00:03:48
    vapor a costa del líquido
  • 00:03:51
    o escribir aquí respuestas
  • 00:03:55
    la cantidad
  • 00:03:58
    del líquido
  • 00:04:00
    disminuyendo
  • 00:04:02
    en la cantidad de vapor
  • 00:04:05
    aumentando
  • 00:04:09
    y lo que vemos es que tanto x b
  • 00:04:12
    disminuye como lleve
  • 00:04:14
    la fracción molde en el líquido el nuevo
  • 00:04:16
    porn del benceno está disminuyendo
  • 00:04:19
    todo eso ocurre en la región de está
  • 00:04:21
    donde coexisten las dos fases
  • 00:04:24
    la pregunta 4 a qué temperatura se
  • 00:04:26
    vaporizan la última gota lista
  • 00:04:29
    y eso pues también lo vamos a obtener el
  • 00:04:31
    diagrama
  • 00:04:34
    lo vamos a extraer de este punto cuando
  • 00:04:36
    tocamos la curva se contrae
  • 00:04:41
    y la temperatura pues la leemos acá
  • 00:04:46
    esta sería la temperatura a la que
  • 00:04:50
    a la que donde tenemos la última gota
  • 00:04:53
    que va a convertirse en vapor juntos es
  • 00:04:56
    decir que es 90 x
  • 00:04:58
    aproximadamente
  • 00:05:03
    esta temperatura sería la temperatura
  • 00:05:07
    del punto de rocío
  • 00:05:11
    y la planta 5 es cuál es la composición
  • 00:05:14
    de esta última gota que va por aquí pues
  • 00:05:16
    la obtenemos también del diagrama
  • 00:05:18
    pero ahora nos paramos aquí y bajamos a
  • 00:05:22
    leer la composición
  • 00:05:26
    de aproximadamente es punto 28
  • 00:05:30
    de esa última gota sería xv en
  • 00:05:34
    3.28 amor
  • 00:05:36
    de benceno del líquido hormona
  • 00:05:40
    y el resto pues esto lo hago
  • 00:05:55
    desde la composición de la última gota
  • 00:05:57
    que es todo lo que queda del líquido si
  • 00:05:59
    seguimos calentando pues ya todo es a
  • 00:06:01
    bogotá se evapora y ya solo tenemos una
  • 00:06:04
    mezcla gaseosa
  • 00:06:06
    la punta seis puntos apuntó edición
  • 00:06:09
    normal del benceno y las siete la del
  • 00:06:11
    tono y ya sabemos que esa información
  • 00:06:13
    extraemos de los extremos ésta
  • 00:06:16
    corresponde a xv e igual a cero
  • 00:06:18
    x
  • 00:06:22
    entonces esta temperatura de aquí debe
  • 00:06:24
    ser la temperatura normal de ebullición
  • 00:06:26
    del tolueno
  • 00:06:29
    mientras que el punto de acá pues es x b
  • 00:06:31
    igual a 1
  • 00:06:35
    y entonces debe ser la temperatura
  • 00:06:39
    normal de bullicio y por los dolores son
  • 00:06:41
    aproximadamente de 110 y 80 grados
  • 00:06:44
    sentidos
  • 00:06:47
    entonces 80
  • 00:06:50
    para este 110 por esto más o menos
  • 00:06:53
    obtenidos del diagrama
  • 00:06:55
    y la última pregunta de este ejercicio
  • 00:06:58
    es qué sucede si hacemos el proceso de
  • 00:07:01
    calentamiento pero sólo tenemos benceno
  • 00:07:05
    entonces
  • 00:07:14
    con los estados preguntando es la hora
  • 00:07:17
    que estás aquí y te vas a desplazar
  • 00:07:20
    sobre esta línea
  • 00:07:22
    y todo
  • 00:07:26
    y vas a calentar bolsita llegar a tocar
  • 00:07:30
    qué es lo que sucede y lo único que va a
  • 00:07:33
    pasar es exactamente lo mismo a la
  • 00:07:36
    temperatura de
  • 00:07:39
    lo que les vencerán todos estamos de
  • 00:07:41
    lotina
  • 00:07:44
    benzema
  • 00:07:46
    descubrimos
  • 00:07:48
    y vamos a tocar desde este punto que
  • 00:07:51
    dijimos que era aproximadamente 80
  • 00:07:53
    sentidos es que lo que se decía si
  • 00:07:55
    empezamos con él pues a 80 grados
  • 00:07:58
    centígrados
  • 00:07:59
    se forma la primera burbuja
  • 00:08:07
    sigue teniendo su punto de de burbujas
  • 00:08:14
    y lo que me ocurre como no como las dos
  • 00:08:16
    curvas la curva t contra xy t con
  • 00:08:18
    trayectos colapsan en ese punto no hay
  • 00:08:22
    como tal dos fases y entonces lo único a
  • 00:08:25
    pasar es que en 80 se empieza a
  • 00:08:27
    vaporizar
  • 00:08:29
    y se sigue evaporando
  • 00:08:34
    y esa misma temperatura
  • 00:08:38
    y sigue autorizando hasta
  • 00:08:41
    evaporarse completamente
  • 00:08:47
    puedes ocurrir a 80 céntimos
  • 00:08:52
    posteriormente podemos calentar ya el
  • 00:08:54
    vapor
  • 00:09:04
    hasta los puntos que nos quedan
  • 00:09:07
    hasta los 105
  • 00:09:16
    entonces llegamos ahí y seguimos
  • 00:09:19
    calentando hasta tocar este punto con
  • 00:09:25
    era líquido menciona el líquido llegó 80
  • 00:09:28
    y se detiene el sistema hasta que se
  • 00:09:30
    evapora
  • 00:09:31
    la primera bruja pero sigue evaporando
  • 00:09:33
    parando todas las 80 hasta que
  • 00:09:34
    desaparece todo el líquido y entonces si
  • 00:09:36
    podemos seguir calentando
  • 00:09:39
    bueno
  • 00:09:43
    por aquí está otro ejercicio
  • 00:09:46
    y es con el mismo diagrama pero ahora
  • 00:09:49
    empezamos con una mezcla gaseosa y ahora
  • 00:09:53
    estamos en la parte en la región de
  • 00:09:54
    vapor y vamos a enfriar
  • 00:09:59
    115 a 65 y seguimos a presión constante
  • 00:10:03
    ahí están las preguntas esto va a crear
  • 00:10:06
    como ejercicio para que ustedes las
  • 00:10:09
    contesten voy a las preguntas dice con
  • 00:10:12
    la mezcla de 60% benceno y 40% tolueno y
  • 00:10:15
    le entremos de 115 a 65 bueno es decir
  • 00:10:19
    lo va a representar aquí
  • 00:10:22
    estamos aquí
  • 00:10:23
    y vamos a bajar pues hasta acá vamos a
  • 00:10:27
    seguir esta trayectoria
  • 00:10:31
    la pregunta es cuál es la temperatura
  • 00:10:32
    del punto de rocío la segunda es cuál es
  • 00:10:35
    la composición de la primera gota
  • 00:10:36
    líquida la tercera es qué sucede con las
  • 00:10:38
    cantidades de líquido y vapor y las
  • 00:10:40
    composiciones conforme ocurre el
  • 00:10:41
    enfriamiento a que la cuarta es a qué
  • 00:10:43
    temperatura se condensa la última
  • 00:10:45
    burbuja y el 5 es cual la composición de
  • 00:10:50
    esta burbuja antes lo voy a hacer yo
  • 00:10:52
    queda como ejercicio
  • 00:10:55
    finalmente hagamos un balance
  • 00:11:00
    balance en materia donde tengamos dos
  • 00:11:03
    especies condensa bless lo vamos a
  • 00:11:07
    resolver con el diagrama
  • 00:11:15
    vamos a tener me considero una mezcla
  • 00:11:17
    similar
  • 00:11:25
    el anciano italiano
  • 00:11:45
    120
  • 00:11:51
    95 de los sentidos como una hermosa
  • 00:11:56
    entonces
  • 00:12:05
    hoy voy a hacer vamos a tener
  • 00:12:14
    vamos a etiquetar vamos el procedimiento
  • 00:12:16
    normal
  • 00:12:19
    y un poco de información adicional la
  • 00:12:21
    corriente que entra son 100 moles son
  • 00:12:23
    100 moles de mezcla y el enunciado de
  • 00:12:26
    que es estimular
  • 00:12:27
    es decir hay puntos 5 moles de benceno
  • 00:12:31
    a pulso
  • 00:12:37
    tolueno
  • 00:12:40
    y entramos a 120 los sentidos y una cosa
  • 00:12:43
    que perseguimos aquí pues es condensar
  • 00:12:45
    igual separan
  • 00:12:47
    tratamos de separar los componentes de
  • 00:12:49
    esta mezcla pero por enfriamiento
  • 00:12:52
    entonces de la parte superior va a salir
  • 00:12:55
    una corriente del inferior de acero
  • 00:12:58
    ya saben pues que liquida y vapor a eso
  • 00:13:01
    se refieren estas corrientes
  • 00:13:04
    vamos a asignar nv para los moldes de la
  • 00:13:07
    corriente vapor
  • 00:13:09
    y nl
  • 00:13:11
    para los de la corriente líquida con su
  • 00:13:13
    respectivo etiquetado de fracciones
  • 00:13:17
    quiero hacer lleven
  • 00:13:19
    nueva por formón
  • 00:13:24
    nos lleve que es el tolueno
  • 00:13:31
    con la nueva por mientras que compuesta
  • 00:13:34
    nada mas x ven
  • 00:13:39
    r no líquidos formol
  • 00:13:42
    y uno menos
  • 00:13:45
    desde un líquido
  • 00:13:51
    y estas dos corrientes de acá pues
  • 00:13:53
    siguen estando a
  • 00:13:56
    a una atmósfera pero la temperatura de
  • 00:13:59
    ellas es 95 resentidos ya resolvemos un
  • 00:14:01
    problema es similar con ecuaciones aquí
  • 00:14:05
    vamos a resolverlo al menos en parte
  • 00:14:06
    pero con el diagrama porque es lo que
  • 00:14:09
    nos dice por caminos
  • 00:14:12
    bueno entonces este diagrama
  • 00:14:16
    vamos a análisis de grados de libertad
  • 00:14:26
    de cuatro incógnitas incógnitas
  • 00:14:33
    en cuentas son en el bb nl ii x4
  • 00:14:47
    necesitamos cuatro ocasiones dos
  • 00:14:49
    ecuaciones que salen de los balances
  • 00:14:53
    podemos hacer 2
  • 00:14:57
    tenemos los componentes
  • 00:15:01
    y
  • 00:15:03
    son dos compuestos condensadores podemos
  • 00:15:05
    usar adulta
  • 00:15:09
    podemos hacer dos veces
  • 00:15:12
    la ley de raúl una para cada componente
  • 00:15:14
    también serían dos ecuaciones
  • 00:15:21
    la libertad que nos dan cero
  • 00:15:29
    bueno entonces si usamos el diagrama
  • 00:15:33
    también podemos usar el diagrama para
  • 00:15:35
    obtener las fracciones x de tv3 que es
  • 00:15:39
    por lo que nos están
  • 00:15:42
    lo que no se está pidiendo del universo
  • 00:15:46
    y otra vez
  • 00:15:54
    el diagrama
  • 00:15:57
    y nos dice que somos estimulados
  • 00:16:01
    y estamos va por entonces andamos por
  • 00:16:04
    acá
  • 00:16:09
    y lo que dice es que vamos a bajar a 95
  • 00:16:12
    otras al entonces la línea que
  • 00:16:13
    representa los 95 grados
  • 00:16:18
    y lo que hice es entonces que vamos a
  • 00:16:20
    entrar en 120 y vamos a llegar hasta
  • 00:16:23
    este punto
  • 00:16:25
    donde caemos en donde coexisten las dos
  • 00:16:28
    fases
  • 00:16:30
    un equipo ya sabemos que la línea en
  • 00:16:32
    rojo si bajamos
  • 00:16:35
    al eje x
  • 00:16:38
    representa
  • 00:16:41
    xd
  • 00:16:45
    y esto representa
  • 00:16:48
    llevé
  • 00:16:52
    entonces digamos que este es una
  • 00:16:55
    solución aproximada digamos que es punto
  • 00:16:58
    38
  • 00:17:00
    y estar acá 962
  • 00:17:13
    es entonces ya está resolviendo ya está
  • 00:17:15
    usando la ley de raúl ya esa solución es
  • 00:17:19
    el trazado que hicimos en realidad pues
  • 00:17:21
    utiliza estas dos actuaciones ya permite
  • 00:17:24
    establecer entonces
  • 00:17:28
    qué xb
  • 00:17:32
    en 0.38
  • 00:17:35
    el líquido formol
  • 00:17:38
    y llerena
  • 00:17:42
    1
  • 00:17:44
    un líquido por mal
  • 00:17:49
    eso ya usábamos el diagrama
  • 00:17:54
    y lo que quedaría entonces de encontrar
  • 00:17:56
    son además de estas cantidades eso no lo
  • 00:17:59
    voy a hacer no va a hacernos través
  • 00:18:00
    habría que escribir los dos
  • 00:18:02
    los dos balances entonces es optando a
  • 00:18:05
    que el ejercicio entonces resolver
  • 00:18:10
    balances de marca
  • 00:18:17
    con cálculos
  • 00:18:20
    en nieve y nl adicionalmente van a
  • 00:18:23
    calcular
  • 00:18:27
    la fracción condensada
  • 00:18:34
    cuánto de específicamente de lo que
  • 00:18:37
    metimos la corriente que alimentamos la
  • 00:18:41
    corriente que alimentamos los moles que
  • 00:18:42
    alimentamos son 100 y de la fracción
  • 00:18:45
    condensada pues es cuánto líquido
  • 00:18:48
    pudiste genera entonces encontramos
  • 00:18:51
    condensada es ml
  • 00:18:56
    y entre 100 lo que puede condensar entre
  • 00:18:58
    lo que alimenta entonces terminan
  • 00:19:01
    también
  • 00:19:03
    en este ejercicio para calcular el nivel
  • 00:19:05
    nl y la fracción condensada
  • 00:19:10
    y como también como ejercicio lo vana
  • 00:19:14
    y van a bajar la temperatura
  • 00:19:18
    92.5 fm escribe
  • 00:19:22
    por objetivos
  • 00:19:27
    si bajan
  • 00:19:29
    la temperatura
  • 00:19:34
    92 puntos 5 grados centígrados
  • 00:19:38
    en lugar de estas repiten
  • 00:19:42
    y como estamos empleando más deberíamos
  • 00:19:44
    de condensar más deben ir a aumentar y
  • 00:19:49
    háganlo no lo que está aquí en naranja y
  • 00:19:51
    luego repiten todo lo que hicimos aquí
  • 00:19:52
    pero para de saná battle para todo
  • 00:19:56
    eso sería
  • 00:19:59
    todo
  • 00:20:01
    del capítulo 6 infantil terminado
Etiquetas
  • diagrama de fases
  • punto de burbuja
  • punto de rocío
  • benceno
  • tolueno
  • ley de Raoult
  • fracción molar
  • equilibrio líquido-vapor
  • calentamiento de mezclas
  • condensación