5.3: La regla de la palanca
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Los diagramas P-x y T-x son bastante útiles, ya que la información sobre las composiciones y cantidades relativas de las dos fases se puede extraer fácilmente. De hecho, además de dar una imagen cualitativa del comportamiento de fase de las mezclas de fluidos, los diagramas de fases también pueden dar información cuantitativa relacionada con las cantidades de cada fase presente, así como la composición de cada fase.
Para el caso de una mezcla binaria, este tipo de información se puede extraer de diagramas P-x o T-x. Sin embargo, la dificultad de extraer dicha información aumenta con el número de componentes en el sistema.
A una temperatura o presión dada en un diagrama T-x o P-x (respectivamente), se puede trazar una línea horizontal a través de la región bifásica que conectará la composición del líquido (x A) y vapor (y A) en equilibrio en tal condición, es decir, los puntos de burbuja y rocío en el temperatura o presión, respectivamente. Si, a la presión y temperatura dadas, la composición general del sistema (z A) se encuentra dentro de estos valores (x A < z A < y A en el diagrama T-x o y A < z A < x A en el diagrama P-x), el sistema será en una condición de dos fases y la fracción de vapor (α G) y la fracción líquida (α L) se pueden determinar por la regla de la palanca:
\[ \alpha_G = \frac{z_A - x_A}{y_A - x_A} \label{alpha1} \]
Tenga en cuenta que α L y α G no son independientes entre sí, ya que α L + α G = 1. La Figura 5.3.5 ilustra cómo se pueden realizar gráficamente las Ecuaciones\ ref {alpha1} y\ ref {alpha2}. Esta cifra también nos ayuda a entender por qué estas ecuaciones se llaman la "regla de palanca”. A veces también se le conoce como la “regla del brazo inverso”, porque para el cálculo de α L (líquido) se usa el “brazo” dentro del segmento (y A -x A) más cercano al vapor, y para el cálculo de vapor (α G) se usa el” brazo” más cercano al líquido.