Por favor, explique la forma de las isotermas en este diagrama de fase P-V. En particular, ¿por qué las isotermas son planas en la región líquido-vapor?
(imagen de <a href="https://courses.lumenlearning.com/physics/chapter/13-5-phase-changes/" rel="nofollow noreferrer">Lumen Learning | Física | Cambios de fase </a>)
En esta región del $P$ - $V$ diagrama coexisten la fase líquida y la fase gaseosa. Esto significa que
mientras que la presión $P$ y la temperatura $T$ no cambian.
Debido a las diferentes densidades del líquido y del gas esto ocurre con un gran cambio de volumen $V$ .
Por eso, en el $P$ - $V$ diagrama de las líneas isotérmicas (es decir $T = \text{const}$ ) son líneas planas. Al moverse a lo largo de dicha línea los porcentajes de líquido y gas cambian mientras que la cantidad total de sustancia, por supuesto, permanece igual. En el borde izquierdo de la zona azul hay un 100% de líquido y en el borde derecho hay un 100% de gas.
Las isotermas son planas porque durante la transición de fase se produce de forma que la presión permanece constante. Esto significa que la energía libre de Gibbs de ambas fases es la misma.
Durante la transición de fase, la presión y la temperatura dependen la una de la otra, y la presión constante a la que tiene lugar la transición se denomina presión de saturación . Para un determinado valor de temperatura, sólo un valor de presión permite que se produzca la transición. Por tanto, toda la región de transición (es decir, la región líquido-vapor) es en realidad una curva en el plano V-T.
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