Consulta las tablas termodinámicas completas como en el libro —saturación por temperatura y por presión, vapor sobrecalentado y líquido comprimido— del agua, 10 refrigerantes y 6 gases (nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, helio, argón y metano), más el aire y N₂, O₂, CO₂, CO, H₂ y H₂O como gases ideales y una tabla de constantes críticas, en unidades SI e inglesas. La calculadora da el estado a partir de dos propiedades, con el valor exacto de la ecuación de estado y la interpolación en las tablas paso a paso.
Con interpolación lineal entre las dos filas vecinas: y = y₁ + (x − x₁)/(x₂ − x₁)·(y₂ − y₁). En el vapor sobrecalentado, si la presión no está en la tabla, se interpola primero en T en los dos bloques de presión y luego entre ellos (doble interpolación).
Se compara con la saturación: a una temperatura dada, si P > Psat es líquido comprimido y si P < Psat es vapor sobrecalentado; con P y h, si hf < h < hg es mezcla y su calidad es x = (h − hf)/hfg.
De las ecuaciones de estado de referencia (IAPWS-95 para el agua y las de cada refrigerante), calculadas con CoolProp, software libre de licencia MIT.
En termodinámica casi todo problema empieza igual: fijar el estado de una sustancia con dos propiedades y leer las demás (volumen específico, energía interna, entalpía, entropía). Para el agua y los refrigerantes eso se hace con tablas de saturación, de vapor sobrecalentado y de líquido comprimido. Esta guía explica cómo elegir la tabla correcta, cómo usar la calidad en la zona de mezcla y resuelve un ejemplo de turbina.
La regla práctica: con T y P, compara T con Tsat(P). Con P y otra propiedad (h, s, v), compárala con los valores de líquido y vapor saturados a esa presión: si queda entre los dos, es mezcla.
y = yf + x · (yg − yf) = yf + x · yfg
para y = v, u, h o s, donde f es el líquido saturado y g el vapor saturado. Despejando se obtiene la calidad a partir de una propiedad conocida: x = (y − yf)/yfg.
Psat = 101.42 kPa; hf = 419.17 kJ/kg y hg = 2675.57 kJ/kg, así que hfg = 2256.40 kJ/kg, el calor necesario para evaporar 1 kg de agua a esa temperatura. Con x = 0.90: h = 419.17 + 0.90 · 2256.40 ≈ 2449.9 kJ/kg, y v = 0.001043 + 0.90 · (1.6718 − 0.001043) ≈ 1.505 m³/kg.
Entra vapor a 1 MPa y 300 °C y se expande sin pérdidas (a entropía constante) hasta 100 °C.
Todos estos valores son los que da la calculadora de estados de la herramienta, a partir de las ecuaciones de estado de referencia de CoolProp.
En papel, cuando el estado cae entre dos filas de la tabla, se interpola linealmente. La herramienta muestra las dos cosas: el valor interpolado de la tabla, como en clase, y el valor exacto de la ecuación de estado, para que veas cuánto se aparta la interpolación.
Y. A. Çengel y M. A. Boles, Termodinámica (McGraw-Hill); M. J. Moran, H. N. Shapiro y otros, Fundamentos de termodinámica técnica (Reverté). Las propiedades de la herramienta se calculan con las ecuaciones de CoolProp (I. H. Bell y colaboradores, licencia MIT). Simuveliq no está afiliado a estos autores, editoriales ni al proyecto CoolProp.
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