Tema Gases Reales

download Tema Gases Reales

of 64

Transcript of Tema Gases Reales

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    1/64

    Tema Gases

    3.1 Estados de la materia.

    3.2 Presión de un gas.

    3.3 Leyes de los gases ideales.

    3.4 Mezclas de gases ideales. Lery de Dalton.

    3.5 Difusión y efusión.

    3.6 ases reales.!ngeniera "uimica

    odelia #anc$ari %il&eriogudefil'ya$oo.es

    gudefil'gmail.com

    gudefil'$otmail.com

    mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    2/64

      Gases Reales 2

    LEY DE BOYLE Y MARIOTTE

    • También llamado Ley de las Isotermas.

    • Si la temerat!ra y el n"mero de moles de !na

    m!estra de #as se$o ermane$en %onstantes&s! 'ol!men es in'ersamente roor$ional a la

    resi(n e)er$ida sobre él.

    • *+,+  - *2,2  T - $onstante/ 

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    3/64

      Gases Reales 0

    Las leyes de los #ases ideales

    • Ley de Boyle +112/ , - 2*

    *, - $onstante 2/ ara n y T $onstantes

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    4/64

      Gases Reales 3

    %!ando la%!ando la

    resi(nresi(na!menta& ela!menta& el

    'ol!men'ol!men

    dismin!ye&dismin!ye&

    mientras 4!emientras 4!e

    si la resi(nsi la resi(n

    dismin!ye eldismin!ye el

    'ol!men'ol!mena!menta.a!menta. 

    Rela$i(n entre el 'ol!men

    y la resi(n de !n #as

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    5/64

      Gases Reales 5

    !%()E*M+% DE ,- +% !DE+L

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    6/64

      Gases Reales 1

    Ley de %6arles

    %6arles +787/Gay9L!ssa$ +8:2/

    , ∝ T

    , - 0 T ara n y * $onstantes

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    7/64  Gases Reales 7

    !somtricas /ara un gas ideal 01 02 03.

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    8/64  Gases Reales 8

    Leyes de Charles y Gay-Lussac

    • En +8:2& Lo!is Gay L!ssa$ !bli$a losres!ltados de s!s e;erimentos& basados en

    los 4!e al ro$eso isob?ri$o ara la

    Ley de %6arles& y al isométri$o ara la ley de

    Gay L!ssa$.

    • Proceso isobárico:

    • Proceso isocórico: 

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    9/64

      Gases Reales @

    #ominación de las leyes de los gases ecuación

    de los gases ideales

    • Ley de Boyle , ∝ +*

    • Ley de %6arles , ∝ T

    • Ley de A'o#adro , ∝ n

    *, - nRT

    , ∝ nT*

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    10/64

      Gases Reales +:

     LEY COMBINADA DE LO

    GAE IDEALE • La temerat!ra absol!ta T/ se mide en

    #rados el'in C

    • T C - T C% F 270&+5

    **++,,+ -+ - **22,,22

    TT++ TT22 

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    11/64

      Gases Reales ++

    Ley de +&ogadro

    , ∝ n o , - +  n

    En $ondi$iones normalesH

    + mol de #as - 22&3 L de #as

     A !na temerat!ra y resi(n dadasH

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    12/64

      Gases Reales +2

    #onstante de los gases

    R -

    *,

    nT

    - :&:82:57 atm L mol9+ 9+

    - 8.0+35 m0

     *a mol9+

     9+

    *, - nRT

    - 8&0+35

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    13/64

      Gases Reales +0

    VALORES DE LA CTE R 

    314472 89: ; mol

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    14/64

      Gases Reales +3

    Determinación del /eso molecular 

    *, - nRT y n - mM

    *, -m

    MRT

    M -m*,RT

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    15/64

      Gases Reales +5

    Densidades de los gases

    *, - nRT y   δ -  m,

    *, -

    m

    M RT

    M*

    RT,

    m- δ -

    & n - mM

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    16/64

      Gases Reales +1

    Ley de Dalton de las /resiones /arciales

     Las leyes de los gases se a/lican a las mezclas de gases.

     Presión /arcial

      #ada com/onente de una mezcla de gases eFerce una /resión

    igual a la Gue eFercerHa si estu&iese l sólo en el reci/iente.

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    17/64

      Gases Reales +7

     LEY DE LA P!EIONE

    PA!CIALE "DAL#ON$ 

    •  A temerat!ra $onstante& la resi(n e)er$ida

    or !na me=$la de #ases& es i#!al a la S!ma

    de las resiones ar$iales de $ada #as.

    • Se deine $omo resi(n ar$ial de !n #as en

    !na me=$la #aseosa& a a4!ella 4!e e)er$er>a

    este #as& si solamente él o$!ara todo el

    'ol!men de la me=$la.

    •  P%o%al & PA ' PB ' PC ' J.

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    18/64

      Gases Reales +8

    Presión /arcial

    *tot - * A F *B F *% F J

    Pi = n

    i x RT

    V

    PT = ΣPi = n1RT

    V+ n2

    RT

    V+ n3

    RT

    V+ .... = (n1 + n2 + n3 + ...)

    RT

    V

     = ΣniRT

    V

    PT = nTRT

    VnT = Σni

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    19/64

      Gases Reales +@

    LEY DE AMAGA# 

    •  El 'ol!men de !na me=$la #aseosa es

    i#!al a la s!ma de los 'ol"menes de

    $ada #as& medidos a la misma resi(ny temerat!ra de di$6a me=$la.

    • (%o%al & (A ' (B ' (C ' J.

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    20/64

      Gases Reales 2:

    De a$!erdo $on la ley de A'o#adro& la rea$$i(n de s>ntesis del

    a#!a ne$esitar>a 4!e dos molé$!las de 6idr(#eno rea$$ionaran

    $on !na molé$!la de o;>#eno ara obtener dos molé$!las de

    a#!a. E;erimentalmente se $omr!eba 4!e dos 'ol"menes de

    6idr(#eno rea$$ionan $on !n 'ol!men de o;>#eno ara dar dos

    'ol"menes de a#!a.

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    21/64

      Gases Reales 2+

    ni

    ntot- χiRe$!erdeH

    Pi = ni xRT

    V

    PT = nTRT

    V

    Pi

    PT

    ninT

    xi== Pi = xi PT

    Para un gas $Imedo P) J Pgas seco K P&a/or de agua

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    22/64

      Gases Reales 22

    %omo las molé$!las de 6idr(#eno y $loro son biat(mi$as& larea$$i(n 4!>mi$a de s>ntesis del K%l $onsistir>a en la rot!ra de las

    molé$!las de 6idr(#eno y $loro y s! osterior reor#ani=a$i(n ara

    dar do$e molé$!las de K%l !na or $ada ?tomo de $loro e

    6idr(#eno/.

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    23/64

      Gases Reales 20

    Efusión

    Difusión

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    24/64

      Gases Reales 23

    Ley de Graha) de la di*usió+

    •  La Ley de Graha)& orm!lada en +82@ or

    T6omas Gra6am& estable$e 4!e las'elo$idades de di!si(n de los #ases son

    in'ersamente roor$ionales a las

    ra>$es $!adradas de s!s rese$ti'asdensidades y o masas mole$!lares

    • Siendo υ  las 'elo$idades y las densidades.

    t =

     P 

     P =

     M 

     M =

    1

    2

    1

    2

    1

    2

    2

    1

    http://enciclopedia.us.es/index.php/1829http://enciclopedia.us.es/index.php/Thomas_Grahamhttp://enciclopedia.us.es/index.php/Thomas_Grahamhttp://enciclopedia.us.es/index.php/Gashttp://enciclopedia.us.es/index.php/Ra%EDz_cuadradahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Ra%EDz_cuadradahttp://enciclopedia.us.es/index.php/Gashttp://enciclopedia.us.es/index.php/Thomas_Grahamhttp://enciclopedia.us.es/index.php/Thomas_Grahamhttp://enciclopedia.us.es/index.php/1829

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    25/64

      Gases Reales 25

    De%er)i+ació+ de los ,esos

    )oleculares• *artiendo de la orma #eneral de la e$!a$i(n

    de estado de los #ases ideales& P( & +!# se !eden obtener las masas mole$!lares delas s!stan$ias #aseosas o ?$ilmente'ol?tiles.

    • El n"mero de moles n& en !n 'ol!men de #as'iene dado or aM siendo a/ el n"mero de#ramos de la s!stan$ia #aseosa y M s! masamolar. En $onse$!en$ia& la e$!a$i(n #eneralde los #ases toma la orma

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    26/64

      Gases Reales 21

    De%er)i+ació+ de los ,esos

    )oleculares• En $onse$!en$ia& la e$!a$i(n #eneral de los#ases toma la orma

    E;resi(n esta "ltima 4!e da el eso mole$!lar de la

    s!stan$ia en !n$i(n de ma#nit!des dire$tamentedeterminables.

    Los m?s $ono$idos son los métodos de DMAS +821/

    y de MEYER +878/

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    27/64

      Gases Reales 27

    Gases reales

    • %omo el #as real no se a)!sta a la teor>a $inéti$a de

    los #ases tamo$o se a)!sta a la e$!a$i(n de estado

    y se 6a$e ne$esario estable$er !na e$!a$i(n deestado ara #ases reales.

    • La e$!a$i(n m?s sen$illa y la m?s $ono$ida ara

    anali=ar el $omortamiento de los #ases reales

    resenta la si#!iente ormaH• *., - N.R.T +/

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    28/64

      Gases Reales 28

    Gases reales

    • *., - N.R.T +/• *H resi(n absol!ta.• 'H 'ol!men.• RH $onstante !ni'ersal de los #ases.

    • TH temerat!ra absol!ta.• N se !ede $onsiderar $omo !n a$tor de $orre$$i(n

    ara 4!e la e$!a$i(n de estado se !eda se#!irali$ando a los #ases reales. En realidad N $orri#e

    los 'alores de resi(n y 'ol!men le>dos aralle'arlos a los 'erdaderos 'alores de resi(n y'ol!men 4!e se tendr>an si el mol de #as se$omortara a la temerat!ra T $omo ideal.

    G l

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    29/64

      Gases Reales 2@

    Gases reales• N se $ono$e $omo a$tor de $omresibilidad& y

    deende del tio de #as y las $ondi$iones deresi(n y temerat!ra a 4!e se en$!entra $!andoéstas son ba)as& r(;imas a las $ondi$ionesnormales& N se $onsidera i#!al a !no.

    • Determina$i(n del a$tor N

    • *ara oder ali$ar la e$!a$i(n +/ se re4!iere$ono$er el a$tor N& el $!al& $omo ya se di)o&deende de las $ondi$iones de resi(n ytemerat!ra y del tio de #as.

    • El $?l$!lo de N se !ede 6a$er a artir de$orrela$iones y se 6ar? énasis !ndamentalmenteen la $orrela$i(n de Standin# 9 at= or ser la m?s$ono$ida.

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    30/64

      Gases Reales 0:

    Gases reales

    • %?l$!lo de N ara #ases !rosH En este $asose re4!iere $ono$er la temerat!ra y resi(n$r>ti$a del $om!esto.

    •Las $ondi$iones $r>ti$as son $ara$ter>sti$as de$ada $omonente y se !eden obtener detablas de roiedades >si$as.

    • *resi(n $r>ti$aH ,alor l>mite de la resi(n de

    sat!ra$i(n $!ando la temerat!ra desat!ra$i(n se aro;ima a la temerat!ra$r>ti$a.

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    31/64

      Gases Reales 0+

    Pa$tor N

    • *ara #as ideal N-+ y es indeendiente dela temerat!ra y resi(n ara #asesreales N es !n$i(n de la temerat!ra yresi(n y !ede tomar 'alores entre : e

    ininito•  Ali$ando las $ondi$iones $r>ti$as *$& T$

    y ,$/ al a$tor de $omresibilidad N& se

    obtiene el a$tor de $omresibilidad$r>ti$o& el $!al est? deinido or lasi#!iente e;rersi(nH

    L  P 0

    * )#

    #   #

    #

    =

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    32/64

      Gases Reales 02

    ases reales

    Factor de compresibilidad:

    PV/nRT = !

    Se prod"cen des#iaciones

    para los $ases reales!

       PV/nRT % & el #ol"men

    molec"lar es

    si$ni'icati#o!

       PV/nRT ( & '"er)as

    intermolec"lares de

    atracci*n!

    *, - nRT

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    33/64

      Gases Reales 00

    com/ortamiento de licuefacción de un gas

    E+periencias de Andre,s -.01

    Este fHsico realizó una serie dee>/eriencias de licuación del #(2gaseoso a ) constante $aciendo una serie

    de distintos ensayos /ara cada ).

    + ) aFas 131 el #(2 es gas +N

    +l aumentar la /resión la isoterma llega aun /unto ON en el Gue comienza el #(2 

    a licuarse.

    Durante la eta/a de formación de lHGuido

    Gue a/arece al /rinci/io como una niela

    en el gas la /resión /ermanece constantedeido a Gue la &ariancia calculada /or la

    regla de las fases &ale uno.

    En +O el 0 disminuye r/idamente

    23

    456

    2525

    2656

    7.5

    +8C

    P

    3

    63

    96

    .3

    03

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    34/64

      Gases Reales 03

    com/ortamiento de licuefacción de un gas

    E+periencias de Andre,s -.01

    + ) aFas 131 el #(2 es gas +NEn el /to #N el gas se $a licuado

    com/letamente y en #DN es liGuido.

    + 215 el segmento $orizontal &a

    disminuyendo.

    + 311 este segmento se con&ierte en un /unto PN +ndreQs denomino a este /to

    ) critica )c y sore esta ) el #(2 no se

    licua aun cuando se a/lican /resiones de

    &arios cientos.

    + esta ) de 311R# solo asta una /resiónde 73 atm. Para licuar el #(2

    23

    456

    2525

    2656

    7.5

    +8C

    P

    3

    63

    96

    .3

    03 D

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    35/64

      Gases Reales 05

    com/ortamiento de licuefacción de un gas

    E+periencias de Andre,s -.01

    + esta ) de 311R# solo asta una /resión de

    73 atm. Para licuar el #(2

    Luego /ara el #(2  $aHa una ) limite sore

    la cual el gas no /odHa ser licuado sin

    im/ortar lo grande Gue fuera la /resión.

    !n&estigaciones /osteriores mostraron Gue

    esta condición es general /ara todos los

    gases.

    De/endiendo la ) limite de la naturaleza del

    gas.23

    456

    2525

    2656

    7.5

    +8C

    P

    3

    63

    96

    .3

    03

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    36/64

      Gases Reales 01

    com/ortamiento de licuefacción de un gas

    E+periencias de Andre,s

    +l coe>istir dos fases fiFando la ) la P Gueda

    tamin fiFada automticamente y es constante /or

    la regla de las fases. ON

    ,na &ez terminada la licuación todo aumento de

     /resión /roduce una muy /eGueSa &ariación de

    &olumen /or ser los lHGuidos casi incom/resiles /or lo tanto la isoterma en la zona lHGuida se $ace

    casi &ertical. El /unto en el Gue comienza a

    a/arecer lHGuido se denomina /unto de rocHo

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    37/64

      Gases Reales 07

    com/ortamiento de licuefacción de un gas

    E+periencias de Andre,s

    )razando &arias isotermas y uniendotodos los /untos de uruFa otenemos la

    cur&a de /untos de uruFa Gue es la

    cur&a en lHnea cortada muy em/inada Gue

    &emos a la izGuierda de la figura.

    De igual modo uniendo todos los /untosde rocHo otenemos la cur&a de /untos de

    rocHo.

    +ndreQs realizó una gran cantidad de

    e>/eriencias y otu&o cur&as muy

    e>actas de /untos de rocHo y de uruFa.(ser&ó Gue amas cur&as confluyen en

    un /unto TC en la figuraU Gue denominó

     punto crítico!

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    38/64

      Gases Reales 08

    com/ortamiento de licuefacción de un gas

    E+periencias de Andre,s

    deido a Gue en ese /unto a/arece ellHGuido en forma de niela Gue condensa

    como rocHo en las /aredes del cilindro.

    De modo anlogo se denomina /unto de

     uruFa al /unto en el Gue termina de

    formarse lHGuido /orGue si tomamoslHGuido /resurizado y se descom/rime en

    forma isotrmica en el /unto de uruFa

    comienzan a a/arecer /eGueSas uruFas

    gaseosas en el seno del lHGuido. 

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    39/64

      Gases Reales 0@

    com/ortamiento de licuefacción de un gas

    E+periencias de Andre,s

    )razando &arias isotermas y uniendotodos los /untos de uruFa otenemos la

    cur&a de /untos de uruFa Gue es la

    cur&a en lHnea cortada muy em/inada Gue

    &emos a la izGuierda de la figura. De

    igual modo uniendo todos los /untos derocHo otenemos la cur&a de /untos de

    rocHo. +ndreQs realizó una gran cantidad

    de e>/eriencias y otu&o cur&as muy

    e>actas de /untos de rocHo y de uruFa.

    (ser&ó Gue amas cur&as confluyen en

    un /unto TC en la figuraU Gue denominó

     punto crítico.

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    40/64

      Gases Reales 3:

    com/ortamiento de licuefacción de un gas

    E+periencias de Andre,s

    + este le corres/onden los /armetroscrHticos Pc Tc y Vc. Por encima de la

    isoterma crHtica $ay gas Gue no es

    licuale /or com/resión isotrmica

     /orGue /ara licuarlo $ay Gue aFar la

    tem/eratura /or deaFo de Tc.Los /armetros crHticos son

    caracterHsticos y Inicos /ara cada gas. El

    cociente de una /ro/iedad sore la

     /ro/iedad crHtica se denomina /ro/iedad

    reducida.

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    41/64

      Gases Reales 3+

    Gases reales

    • #e),era%ura cr.%ica: Má/i)a %e),era%ura a la 0ue loses%ados bie+ de*i+idos de l.0uido y 1a,or ,uede+ e/is%ir2Puede de*i+irse co)o la )á/i)a %e),era%ura a la 0ue es,osible hacer 0ue u+ 3as ca)bie al es%ado l.0uido "selicue$ sola)e+%e )edia+%e la ,resió+2

    • 4+a 1e5 co+ocidas las co+dicio+es cr.%icas se ob%ie+e+las co+dicio+es reducidas 0ue se de*i+e+ co)o:

    • Pr & P6Pc "7$

    • #r & #6#c "8$

    • do+de• Pr: ,resió+ reducida2

    • #r: %e),era%ura reducida

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    42/64

      Gases Reales 32

    Gases reales•

    #e),era%ura cr.%ica: Má/i)a %e),era%ura a la 0ue los es%ados bie+de*i+idos de l.0uido y 1a,or ,uede+ e/is%ir2 Puede de*i+irse co)o la)á/i)a %e),era%ura a la 0ue es ,osible hacer 0ue u+ 3as ca)bie ales%ado l.0uido "se licue$ sola)e+%e )edia+%e la ,resió+2

    • Presió+ cri%ica: es la ,resió+ ).+i)a re0uerida ,ara causar lalicuació+ de u+ 3as 0ue se e+cue+%ra e+ su # cri%ica2

    •4+a 1e5 co+ocidas las co+dicio+es cr.%icas se ob%ie+e+ lasco+dicio+es reducidas 0ue se de*i+e+ co)o:

    • Pr & P6Pc "7$• #r & #6#c "8$• do+de• Pr: ,resió+ reducida2

    • #r: %e),era%ura reducida

    • La Pi#.

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    43/64

      Gases Reales 30

    La Pi#.reresenta enorma $!alitati'ala e$!a$i(n deestado em>ri$ade !n #as real&or medio de$!r'as isotermasde resi(n vs.'ol!men. En ellase are$ian'arias$ara$ter>sti$as$om!nes a todoslos #ases

    !sotermas /ara un gas real

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    44/64

      Gases Reales 33

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    45/64

      Gases Reales 35

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    46/64

      Gases Reales 31

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    47/64

      Gases Reales 37

    sotermas del CO4 en

    $rados cent;$rados!

    - ama$at = #ol"men

    oc"pado por el $as a

    3

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    48/64

      Gases Reales 38

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    49/64

      Gases Reales 3@

    E%A%IOQ DE ESTADO DE

    ,AQ DER AALS•  ,an der aals estable$i( esta e$!a$i(n ara#ases reales. Introd!)o $iertas $orre$$iones a laE%A%IOQ DE ESTADO DE LOS GASES IDEALE

    S H

    • * F n2a ,2/ , 9 nb/ - nRT

    • a y b son $onstantes arti$!lares de $ada #as&

    indeendientes de la resi(n y de la temerat!ra.• *or e)emlo ara el K2 H a - :&233 Catm9l2  mol2  b

    - :&:211 C l mol

    ió d d l

    http://www.eneayudas.cl/gasentrada.htmhttp://www.eneayudas.cl/gasentrada.htmhttp://www.eneayudas.cl/gasentrada.htmhttp://www.eneayudas.cl/gasentrada.htm

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    50/64

      Gases Reales 5:

    Ecuación de 0an der Vaals

    Pideal J Preal K a n2

    02

    0ideal  J 0 ? nTPreal K an

    2902U T0 nU J n*)

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    51/64

      Gases Reales 5+

    La e$!a$i(n de ,an der aals

    nótese que V m es el volumen molar. En esta

    expresión, a, b y R son constantes quedependen de la sustancia con que se trabaja.Pueden calcularse a partir de laspropiedades críticas de este modo:

    Pro,ues%a e+ 9;or 0ue la ley del 3as ideal2 

    I t d , d l

    http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Propiedad_cr%C3%ADtica&action=edithttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Propiedad_cr%C3%ADtica&action=edithttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ecuaci%C3%B3n_de_Van_der_Waals&action=edithttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ecuaci%C3%B3n_de_Van_der_Waals&action=edithttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ecuaci%C3%B3n_de_Van_der_Waals&action=edithttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ecuaci%C3%B3n_de_Van_der_Waals&action=edithttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ecuaci%C3%B3n_de_Van_der_Waals&action=edithttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ecuaci%C3%B3n_de_Van_der_Waals&action=edithttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Propiedad_cr%C3%ADtica&action=edit

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    52/64

      Gases Reales 52

    Isotermas de ,an der aals• E+ la ?i32 se obser1a 0ue la

    ecuació+ de 1a+ der =aalsi)i%a bas%a+%e bie+ elco),or%a)ie+%o de u+ 3asreal e/ce,%o ,or lasoscilacio+es e+ la re3ió+ decoe/is%e+cia2

    • Pero es%a carac%er.s%ica %ie+esu re)edio y co)o se 1erálas oscilacio+es 0ue sea,recia+ e+ la ?i32 %ie+e+cier%a correlació+ co+ elco),or%a)ie+%o de los 3asesreales2 #a)bi@+ es *ácil 1er

    ,or i+s,ecció+ de la 0ue laecuació+ de (a+ der =aals sea,ro/i)a a la ecuació+ de los3ases ideales a 1ol)e+es3ra+des

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    53/64

      Gases Reales 50

    La ecuación de estado virial 

    • Esta e$!a$i(n es la "ni$a 4!e tiene !na basete(ri$a irme y se basa en el $omortamientointermole$!lar re'isto or la me$?ni$aestad>sti$a. La e;resi(n ara esta e$!a$i(n

    esHL

    P 0

    * )

    O

    0

    #

    0

    D

    0=

      ⋅⋅

      = + + + +12 3

     ........

    en donde los coeficientes O # D ... se llaman

    coeficientes &iriales y de/enden de la tem/eratura

    y del com/uesto.

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    54/64

      Gases Reales 53

    La ecuación de estado virial 

    L P 0* )

    O0

    #0

    D0

    =   ⋅⋅   = + + + +1

    2 3

     ........

    L P 0* )

    O P # P D P=   ⋅⋅

      = + ⋅ + ⋅ + ⋅ +1 2 3 ........

    OO

    * )#

    # O

    * )D

    D O # O

    * )

    T U U=

    ⋅  =

      −⋅

      =  − ⋅ +

    ⋅ 

    T

    2

    2

    3

    3

    3 2

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    55/64

      Gases Reales 55

    Ecuació+ de Clausius • Esta e$!a$i(n de

    tres ar?metros !ero!esta o$odes!és 4!e lae$!a$i(n de ,an deraals.

    P * )0 ) 0 c

    =   ⋅−

      −⋅ +

    aT U2

    donde las constantes y

    c son las Gue descrien

    el tamaSo de las

    molculas del fluido

    V  Z 

    V  Z 

    b Z 

    V  ⋅   

      

     −

    ⋅⋅  

     

      

     ⋅

    −=⋅

    ⋅⋅1

    3Jc 

    4

    11 

    64

    )27* Ja

    #

    2

    #

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    56/64

      Gases Reales 51

    Ecuació+ de !edlich-o+3 

    • Esta e$!a$i(n de ori#en semiem>ri$o& ali#!al 4!e la e$!a$i(n de ,an der aals&redi$e tres ra>$es ara el 'ol!men.

    P * )0 0 0

    =   ⋅−

      −⋅ ⋅ +

      a)192 T U

    a J

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    57/64

      Gases Reales 57

    Ecuació+ de oa1e • Esta e$!a$i(n es !na modii$a$i(n de la e$!a$i(n de Redli$69on# a

    la 4!e se le in$l!ye el ar?metro & el $!al es denominado a$tor

    a$éntri$o y es $ara$ter>sti$o de la estr!$t!ra mole$!lar del l!ido 

    ( )bV bV T  R

     P +⋅

    ⋅−

    −⋅

    =0

    a   α 

    a J

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    58/64

      Gases Reales 58

    Ecuació+ de Ber%helo% 

    • Es%a ecuació+i+cluye u+ %@r)i+ode a%racció+

    i+%er)olecular 0uede,e+de %a+%o de la%e),era%ura co)odel 1olu)e+ 

    P* )

    0

    a

    ) 0

    =   ⋅

      −

     2

    a J27 * )

    * )

    2

    #

    #

    #

    #

    ⋅ ⋅⋅

      =  ⋅

    3

    64 

    ⋅  

     

     

     

     −+⋅

    ⋅=

      r 

    r r 

     P T T V 

    T  R P 

    2

    61

    12

    =1

    E ió d Di % i i

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    59/64

      Gases Reales 5@

    Ecuació+ de Die%erici 

    • La e$!a$i(n de Dieteri$i se desarroll(

    rimordialmente ara dar !na mayor

    $oin$iden$ia $on el 'alor de N$determinado e;erimentalmente

       

      

    ⋅⋅−

    −⋅

    T  RV 

    a

    b P  e>/

    0)* J

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    60/64

      Gases Reales 1:

    Ecuació+ de Bea%%ie-Brid3e)a+ 

    • Es%a ecuació+ i+cluyeci+co co+s%a+%eslue3o ,uedere,rese+%ar )ucho

    )e>or elco),or%a)ie+%o delos *luidos e+ u+a),lio i+%er1alo de,resió+ y %e),era%ura 

       

       −⋅− 

      

      

    ⋅−⋅

     

      

       −⋅+⋅=⋅

    a A

    T V 

    c

    b BV  P 

    W1

    W1

    W10)* 

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    61/64

      Gases Reales 1+

    Ecuació+ de Be+edic%-=eeb-!ubi+ 

    • Es%a ecuació+ ,rese+%aocho co+s%a+%es y ,orlo %a+%o re,rese+%a)ucho )e>or elco),or%a)ie+%o de los*luidos 0ue lasecuacio+es a+%eriores 

    ( ) e   V V V T 

    c

    aabT  R

    V T 

    C  A BT  R

    V V 

    T  R P 

    2

    232632

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    62/64

      Gases Reales 12

    4O DE LA EC4ACIONE DE

    E#ADO 

    • El diseo de e0ui,os de ,rocesos u%ili5ados e+ la

    i+dus%ria 0u.)ica re0uiere de da%os #D2

    • Es%os da%os so+ dados ,or las ecuacio+es dees%ados y se ,uede+ a,licar al diseo de )uchos

    %i,os de e0ui,os %ales co)o:

    • i+%erca)biadores de calor se debe de%er)i+ar la

    e+%al,.a a la e+%rada y salida del e0ui,o usa+dolos da%os de %e),era%ura y ,resió+2

    • reher1idores co+de+sadores bo)bas %urbi+as

    co),resores y e/,a+didores

    4O DE LA EC4ACIONE DE

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    63/64

      Gases Reales 10

    4O DE LA EC4ACIONE DE

    E#ADO 

    • E+ la i+dus%ria ,e%ro0u.)ica es,eci*ica)e+%e e+los ,rocesos de li0ue*acció+2

    • las ecuacio+es de es%ados se usa+ ,ara ,redecir

    co+ al%a ,recisió+ e+%al,.as ,ara as. o,%i)i5ar eldiseo de i+%erca)biadores de calor2

    • de%er)i+ar da%os de e0uilibrios 1a,or6l.0uido delos 3ases ,ara los ,rocesos de se,aració+2

    •  ,redicció+ ,recisa de la de+sidad de l.0uidos,ara co+ocer la )asa o 1olu)e+ y calcular el calor%o%al2

    •  de%er)i+ar la ,o%e+cia re0uerida e+ los

    co),resores  bo)bas & et$

  • 8/17/2019 Tema Gases Reales

    64/64

    abilidades "e deber;a dominar!

    キ  #onocer y a/licar las leyes de los gases ideales a la

    resolución de /rolemas numricos.

    ? #alcular las /resiones /arciales de los gases integrantes

    de una mezcla y la /resión total de la misma.

    ? #onocer y a/licar la ley de ra$am /ara determinarlas &elocidades relati&as de efusión y difusión de los

    gases.

    ? E>/licar cómo los gases reales difieren de los gases

    ideales.? ,sar la ecuación de 0an der Vaals /ara estimar la

     /resión de un gas real.