Emilio Montilla

8/16/2019 Emilio Montilla

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO SANTIAGO MARIÑO

IUPSM-MARACAIBO- SEDE LOS OLIVOS

ASIGNATURA: FORMULACIÒN Y EVALUACIÓN DE PROYECTOS

GASES REALES Y GASES IDEALES

Prof!or: R"#$%"&o Por:

Ing. Daniel GonzalezBr. Emilio Montilla C.I:19.341.500

Maracaibo, 25 e Ma!o el 201"

INDICE GENERAL

- I'(ro&)**$+'########################4- D!"rro##o & #" $',!($"*$+'


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./ De$inici%n e Ga& ieal####################....50/ De$inici%n e Ga& real..####################...51/ Ga& real '& Ga& ieal#####################...52/ De$inici%n e (actor e Com)re&ibilia. ############...*

3/ Determinaci%n el $actor e com)re&ibilia &eg+n lo& mtoo&:"/ Mtoo e -taning /atz. ###############..*4/ Mtoo e -taning /atz moi$icao. ##########.11*/ Mtoo e e$racci%n moleclar e E!man. ########11&/ Mtoo e itzer. ###################....15/ Mtoo en ba&e a la Ecaci%n /###########...20f/ Mtoo e arbrog 6all###############..20

". 7)licacione& el Com)ortamiento el Ga##########..21

*. E8ercicio& &obre el $actor e com)re&ibilia el

ga######.23- Co'*#)!$o'!###############..#######..31- B$4#$or"f5" ########################32

6NDICE DE FIGURAS

(igra o 1. Di$erencia& entre ga&e& reale& ! ieale& (actor e

com)ren&ibilia;#########################..

2


3/34

(igra o 2. Di$erencia& entre ga&e& reale& ! ieale& Ecacialll&;###############################

(igra o3. Gra$ica e -taning?/atz )ara eterminar el $actor e

com)re&ibilia########################.###

(igra o 4. Correlacion EM ! el caro e la en&ia2######.##.

(igra o 5.Correlacion EM '& en&ia#############.##

(igra o ". Gra$ico )ara eterminar el $actor @ )or EM######.##

(igra o *. Gra$ico )ara calclar @A E& el $actor e com)re&ibilia )ara

n $lio c!a& molcla& &on )er$ectamente reona&;########..

(igra o . Gra$ico )ara calclar @A E& el $actor e com)re&ibilia )ara

n $lio c!a& molcla& no &on )er$ectamente reona&;#######.

6NDICE DE TABLAS

abla o 1.e$racci%n moleclar e E!man, EM, e lo& com)onente& m&

comne& el ga& natral#####################..

abla o 2. E8ercicio& con el mtoo e )itzer###########..

INTRODUCCIÒN

n ga& &&tancia en no e lo& tre& e&tao& i$erente& e la materia

orinaria, Fe &on el &%lio, el lFio ! el ga&eo&o. Ho& &%lio& tienen na

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$orma bien e$inia ! &on i$cile& e com)rimir. Ho& lFio& $l!en

libremente ! e&tn limitao& )or &)er$icie& Fe $orman )or & &olo&. Ho&

ga&e& &e e)anen libremente a&ta llenar el reci)iente Fe lo& contiene, !

& en&ia e& mco menor Fe la e lo& lFio& ! &%lio&.

Ho& ga&e& &e $orman cano la energa e n &i&tema ecee toa&

la& $erza& e atracci%n entre molcla&. 7&, la& molcla& e ga&

interact+an )oco, oca&ionalmente cocno&e. En el e&tao ga&eo&o, la&

molcla& &e me'en r)iamente ! &on libre& e circlar en

calFier irecci%n, etenino&e en larga& i&tancia&. 7 meia Fe la

tem)eratra amenta, la cantia e mo'imiento e la& molcla&

ini'iale& amenta. Ho& ga&e& &e e)anen )ara llenar && conteneore&

! tienen na en&ia ba8a. Debio a Fe la& molcla& ini'iale& e&tn

am)liamente &e)araa& ! )een circlar libremente en el e&tao ga&eo&o,

lo& ga&e& )een &er $cilmente com)rimio& ! )een tener na $orma

ine$inia. El com)ortamiento e too& lo& ga&e& &e a8&ta a tre& le!e&, la&

cale& relacionan el 'olmen e n ga& con & tem)eratra ! )re&i%n. Ho&

ga&e& Fe obeecen e&ta& le!e& &on llamao& ga&e& ieale& o )er$ecto&.

7em& en el )re&ente traba8o e in'e&tigaci%n &e tomara en centa el $actor

e com)re&ibilia el ga&, Fe e& la raz%n el 'olmen molar e n ga& con

relaci%n al 'olmen molar e n ga& ieal a la mi&ma tem)eratra ! )re&i%n?

DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN

4

http://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teohttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttps://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_molarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Gas_idealhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttps://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_molarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Gas_idealhttp://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teo


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./ DEFINICIÓN DE GAS IDEAL

n ga& ieal e& n con8nto e tomo& o molcla& Fe &e me'en

libremente &in interaccione&. Ha )re&i%n e8ercia )or el ga& &e ebe a lo&

coFe& e la& molcla& con la& )aree& el reci)iente. El com)ortamiento

e ga& ieal &e tiene a ba8a& )re&ione& e& ecir en el lmite e en&ia

cero. 7 )re&ione& ele'aa& la& molcla& interaccionan ! la& $erza&

intermoleclare& acen Fe el ga& &e e&'e e la iealia.

0/ DEFINICIÓN DE GAS REAL/

n ga& real, en o)o&ici%n a n ga& ieal o )er$ecto, e& n ga& Fe eibe

)ro)ieae& Fe no )een &er e)licaa& enteramente tilizano la le! elo& ga&e& ieale&. En tal &entio &e )ee ecir Fe lo& ga&e& reale& &on lo&

Fe en conicione& orinaria& e tem)eratra ! )re&i%n &e com)ortan como

ga&e& ieale&J )ero &i la tem)eratra e& m! ba8a o la )re&i%n m! alta, la&

)ro)ieae& e lo& ga&e& reale& &e e&'an en $orma con&ierable e la& e

lo& ga&e& ieale&.

1/ DIFERENCIAS ENTRE GASES REALES Y GASES IDEALES

En canto a la& e$inicione& anteriormente e&crita& &e )ee ecir Fe

ei&ten cierta& i$erencia& entre lo& ga&e& reale& e ieale&J e&ta& &e

mencionan a continaci%n:

• n ga& &e con&iera ieal a alta& tem)eratra& ! ba8a&

)re&ione& conicione& ambientale&;. Ho& ga&e& reale& no cm)len

nece&ariamente con e&te )o&tlao.

F$)r" No ./ D$fr'*$"! '(r "!! r"#! 7 $&"#!/

En lo& ga&e& ieale& el $actor e com)re&ibilia &iem)re &er igal a

la nia 1;, en lo& ga&e& reale& no &e cm)le e&te )o&tlao.

5

https://es.wikipedia.org/wiki/Gas_idealhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Gas_idealhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_ideales


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F$)r" No ./ D$fr'*$"! '(r "!! r"#! 7 $&"#! 8F"*(or &

*o9r'!$4$#$&"&;/

ara la ecaci%n e =an er >all&, &e i$erencia e la& e lo& ga&e&

ieale& )or la )re&encia e o& trmino& e correcci%nJ no corrige el

'olmen, el otro moi$ica la )re&i%n/

F$)r" No 0/ D$fr'*$"! '(r "!! r"#! 7 $&"#! 8E*)"*$


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com)ortamiento ieal &e 'el'e m& &igni$icati'a entre m& cercano e&t n

ga& a n cambio e $a&e, &ea menor la tem)eratra o m& grane la )re&i%n.

Ho& 'alore& e $actor e com)re&ibilia &on obtenio& &almente meiante

clclo& e la& ecacione& e e&tao, tale& como la ecaci%n el 'irial la cal

toma con&tante& em)rica& e com)e&to& e&)ec$ico& como ato& e

entraa. ara n ga& Fe &ea na mezcla e o& o m& ga&e& )ro& aire o

ga& natral, e8em)lo;, e& reFeria na com)o&ici%n el ga& )ara Fe la

com)re&ibilia &ea calclaa.

3/ DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE COMPRESIBILIDAD SEGÚN LOS

MÉTODOS:

E& n $actor correcci%n introcio en la ecaci%n general e lo& ga&e& !

)ee &er obtenio e)erimentalmente i'iieno el 'olmen real e n mole&

e n ga& a na )re&i%n ! tem)eratra )or el 'olmen ieal oc)ao )or la

mi&ma ma&a e ga& a conicione& igale& e )re&i%n ! tem)eratra. E&te

$actor e com)re&ibilia &e )ee eterminar e la manera &igiente:

"/ MÉTODO DE STANDING > ?ATZ/

En el aKo 15" e&tablece el )rinci)io e lo& e&tao& corre&)oniente& =an

Der >aal& e&tablece Fe too& lo& ga&e& tienen el mi&mo $actor e

com)re&ibilia a igale& conicione& e )re&i%n ! e tem)eratra

recia&.

El $actor e com)re&ibilia 'a a acer na $nci%n Fe 'a e)ener e la

tem)eratra recia ! e la )re&i%n recia. Done la )re&i%n recia 'a

acer igal a la )re&i%n entre la )re&i%n crtica ! la tem)eratra recia 'a

&er igal a la tem)eratra entre la tem)eratra crtica.

7

https://es.wikipedia.org/wiki/Cambio_de_fasehttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_estadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_estado#Modelo_Matem.C3.A1tico_del_Virialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Cambio_de_fasehttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_estadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_estado#Modelo_Matem.C3.A1tico_del_Virial


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Z @ f8Pr Tr;Do'&:

Pr @ P P* @ Pr!$+' r&)*$&"

Tr @ T T* @ T9r"r)r" r&)*$&"P* T* @ Pr!$+' 7 T9r"()r" *r5($*" "4!o#)("! &# "!P T @ Pr!$+' 7 T9r"()r" "4!o#)("

>. B. /a! i8o al igal Fe =an Der >aal&, Fe na $nci%n e la )re&i%n

recia ! tem)eratra recia, )ero aora @ 'a a &er na $nci%n e la

)re&i%n )&eorecia )re&i%n recia; e la mezcla ! e la tem)eratra

)&eorecia tem)eratra recia; e la mezcla, one la )re&i%n

)&eorecia &era la )re&i%n entre la )re&i%n la )re&i%n )&eocrtica ! la

tem)eratra )&eorecia e& la tem)eratra entre la tem)eratra

)&eocrtica, one e&a tem)eratra )&eocrtica &era la tem)eratra

crtica o na $nci%n e la tem)eratra crtica e caa no e lo&

com)onente& Fe con$orma la mezcla e irocarbro&, e& ecir Fe aora

nece&itamo& a&ociar la& tem)eratra& crtica& e caa com)onente con la

$racci%n molar e e&e com)onente )ara eterminar na tem)eratra crtica

e la mezcla.

Caa mezcla e irocarbro e&t com)e&ta )or na eterminaa

$racci%n molar e eterminao& com)onente& e irocarbro&, 'a e&e C1

a&ta Cn, entonce& )ara eterminar la )re&i%n )&eocrtica ! la tem)eratra

)&eocrtica e na mezcla, lo Fe &e ace e& iniciar la &matoria e la

$racci%n molar el com)onente )or la )re&i%n crtica e e&e com)onente ! a&

con too& lo& com)onente&, e e&ta $orma obtengo la )re&i%n )&eocrtica.

or otro lao, & $era n &olo com)onente, igamo& Fe el &i&tema e&

+nicamente metano la $racci%n molar &era no, no )or la )re&i%n crtica e&

la )re&i%n crtica, la )re&i%n )&eocrtica &era igal a la )re&i%n crtica,

)orFe el +nico com)onente e& el metano.

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Donde:

Yi = Fracción molar del componente i.

@ e& na $nci%n e la )re&i%n )&eorecia ! e la tem)eratra)&eorecia.

En tal &entio &e ebe mencionar Fe -taning ! /atz e&arrollaron

n gr$ico ! e&te e& el gr$ico m& tilizao )ara la eterminaci%n el

$actor e com)re&ibilia, e& en el Fe &e )ee eterminar el $actor e

com)re&ibilia e na mezcla e irocarbro& a )artir e la&

conicione& )&eorecia e la mezcla, e& ecir !o tengo na $orma

matemtica e )oer e&timar la )re&i%n )&eocrtica ! la tem)eratra

)&eocrtica, Fe e& la $racci%n molar )or )re&i%n crtica ! la &matoria

e toa& la& mlti)licacione& me a la )re&i%n )&eocrtica !

tem)eratra crtica )or $racci%n molar la &matoria e e&o me a la

tem)eratra )&eocrtica. Ha )re&i%n )&eorecia 'a acer igal a

la )re&i%n entre la )re&i%n )&eocrtica, conozco la )re&i%n ! )eo

eterminar la )re&i%n )&eocrtica, )eo conocer la )re&i%n

)&eorecia, la tem)eratra )&eorecia tambin la )eo

conocer, entonce& !a tengo lo& o& )armetro& ! al conocer la )re&i%n

)&eorecia ! la tem)eratra )&eorecia, -taning ! /atz lo

Fe icieron $e e&arrollar na gr$ica en Fe a )artir e la )re&i%n

)&eorecia ! la tem)eratra )&eorecia &e )iera eterminar

el $actor e com)re&ibilia e la mezcla, e& ecir ello& icieron e

$orma e)erimental el com)ortamiento el $actor e com)re&ibilia e

n ga& con i$erente& 'alore& e )re&i%n ! tem)eratra )&eorecia

! gra$icaron && re&ltao&, entonce& )ara no eterminar el

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com)ortamiento e too& lo& re&ltao&, &e 'a irectamente con el 'alor

e )re&i%n )&eorecia ! con el 'alor e tem)eratra

)&eorecia ! &e etermina e na $orma m& &encilla el $actor e

com)re&ibilia

F$)r" No 1/ Gr"f$*" & S("'&$'-?"(% "r" &(r9$'"r # f"*(or &

*o9r!$4$#$&"&/

4/ MÉTODO DE STANDING > ?ATZ MODIFICADO/

El mtoo e -taning?/atz )ara ga&e& lce& a &io moi$icao )ara

a)licarlo& a ga&e& agrio& ga&e& Fe contienen 6 2- !Lo >icert ! 7ziz

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tilizaron rango& e tem)eratra& entre 40 ! 300 (areneit, )re&ione& entre

0 ! *000,01 l)cm ! ga&e& cio& con na concentraci%n e 0 0 meno&J

lo& 'alore& e tem)eratra ! )re&i%n )&eocritica &e calclan )or la regla e

/a! ! &e moi$ican )or meio e n $actor e a8&te enominao (&,

calclao con :4

FSK =120 ( A0,9− A1,6 )+15 (√ B−B4 )

Done:

7: &matoria e la& $raccione& e H 2S !

CO2 B: (racci%n molar e

H 2S

*/ MÉTODO DE REFRACCIÓN MOLECULAR DE EY?MAN/

L" *)"*$+' & E79"' & rfr"**$+' 9o#*)#"r !:

Done, aem& e m ! la en&ia e$inio& anteriormente, EM:

re$racci%n moleclar e E!man ! n: nice e re$racci%n el ga& o liFio,

&ano n re$ract%metro lz amarilla e lnea el &oio.

T"4#" No ./ V"#or! & #" rfr"**$+' 9o#*)#"r & E79"' EMR & #o!

*o9o''(! 9! *o9)'! &# "! '"()r"#/

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Ha tabla no 1 )re&enta lo& 'alore& e EM )ara la ma!ora e lo&

com)onente& el ga& natral, ! )ara lo& irocarbro& normale& )ara$inao&

&e a encontrao, Fe

EMR@02 H 01M H10M0

E&ta ecaci%n )re&enta na correlaci%n ba&tante eacta ! )ee &ar&e

)ara eterminar el EM e la $racci%n m& )e&aa e n &i&tema, a )artir e

& )e&o moleclar. En ca&o e conocer&e la en&ia e la $racci%n m&

)e&aa, )ee em)lear&e la (ig. o. 5 )ara eterminar el EM.

F$)r" No 2/Corr#"*$o' EMR 7 # *)"&ro & #" &'!$&"&0/

-i &e conoce el )e&o moleclar ! la gra'ea e&)ec$ica e la $racci%n m&

)e&aa, e&te +ltimo 'alor e& generalmente el ma& eacto. ara na &erieom%loga, la relaci%n entre el nice e re$racci%n Moleclar e E!man,

EMI N EMLM; ! la en&ia ); e& lineal, tal como inica la (ig. o. ".

E&ta relaci%n, analticamente, )ee e)re&ar&e a&:

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F$)r" No 3/Corr#"*$o' EMR ,! &'!$&"&/

I. ara CO2, 62-, 2 ! C1 Gr)o 1;

II. ara lo& em& irocarbro& Gr)o 2;

13


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Ho& 'alore& 7 ! B &e tilizan cano &e e&t &ano el &i&tema mtrico. or

ello caa no e e&to& )armetro& e& igal a la nia en el &i&tema ingle&

Ho& &igiente& )a&o& re&men el mtoo )ara eterminar el $actor @

1. -e i'ie la com)o&ici%n en o& gr)o&: Gr)o 1 : CO2, 62-, 2, ! C,

Gr)o 2: C2, ! em& irocarbro& . -i &e encentra )re&ente C *P, a

)artir e la en&ia, meia ! con la (ig o. 5, &e obtiene EM.0/ ara caa gr)o el a&o 1, &e calcla,

3. Con EM1 -E Obtiene lo e&crito en el )nto I ! con EM2 &e obtiene

lo e&crito en el )nto II4. -e calcla el EM e la mezcla:

5. -e calclan lo& )nto& crtico& e la& ecacione& e&cita&

anteriormente, lego &e eterminan lo& )nto& )&eorecio& ! &e

obtiene @ el &igiente gra$ico

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F$)r" No / Gr"f$*o "r" &(r9$'"r # f"*(or Z or EMR

&/ MÉTODO DE PITZER/

-e calcla la& )ro)ieae& crtica& e la mezcla a tra'& el mtoo e

-teQart, >.(, Brart, -.( ! =oo, D.4

J =13∑i=1

n

yi( tc Pc )i+

23 ⌈ ∑

i=1

n

yi( tc Pc ) i

1 /2

⌉2

K =∑i=1

n

yi( Tc Pc 12 )i

-egiamente &e eterminan la& )ro)ieae& )&eocrtica& e la mezcla

? em)eratra )&eocrtica& e la Mezcla, R

TscM = K

2

J

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? re&i%n )&eocrtica& e la Mezcla, &ia

PscM =TscM

J

Ho& 'alore& e la& )ro)ieae& critica& &e a8&tan e acero a la regla e

>itcert ! 7zi&, tomano en centa en $actor acntrico

Fp=950∗(ωhc ) ( A− A3 )+9∗(√ B∗B2)

Done:

7: (racci%n Molar el 62-PCO2

B: (racci%n Molar el 62-

ωhc : (actor 7cntrico e lo& irocarbro& P itr%geno.

ωhc=∑ yi∗ωi

ara obtener el $actor acntrico e lo& com)onente& )e&ao& &e realiza e&ta

$ormla:

ω=( 37 )[log Pc−log14,7

( Tc Pc )−1 ]−1,0

Done:

c: re&i%n Crtica el com)onente )e&ao

c: em)eratra Critica el com)onente )e&ao

b: em)eratra e ebllici%n e com)onente )e&ao, &e obtiene e la

&igiente $orma: Correlaci%n e /e&&ler, M.G ! Hee, B.I.;

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Tb=(4.5579 Mc 60,15178γc 60,15427)3

-e calclan la& )ro)ieae& &eorecia&

re&i%n &eorecia&

P sr= P

P¿sc

em)eratra &eorecia&

Tsr= T

T ¿sc

-e calcla @A E& el $actor e com)re&ibilia )ara n $lio c!a&

molcla& &on )er$ectamente reona&; ! @S E& el $actor e com)re&ibilia

)ara n $lio c!a& molcla& no &on )er$ectamente reona&;.

Z =Z 0+(ωm∗Z ,)

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18/34

F$)r" No / Gr"f$*o "r" *"#*)#"r ZJ 8E! # f"*(or & *o9r!$4$#$&"&

"r" )' f#)$&o *)7"! 9o#K*)#"! !o' rf*("9'( r&o'&"!;

18


19/34

F$)r" No / Gr"f$*o "r" *"#*)#"r ZJ 8E! # f"*(or & *o9r!$4$#$&"&

"r" )' f#)$&o *)7"! 9o#K*)#"! 'o !o' rf*("9'( r&o'&"!;

/ MÉTODO EN BASE A LA ECUACIÓN R > ?/

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E& n mtoo em)leao tanto )ara ga&e& lce& como amo&. ara e&te

+ltimo ca&o, cano el ga& contiene CO2,62- o ambo&, >icert ! 7ziz e$.

24; )ro)onen corregir a8&tar; la )re&i%n ! la tem)eratra crtica& e caa

com)onente e la mezcla, )or meio e n $actor e a8&te, (r;, en la

&igiente $orma:

one, ci ! ci, &on la tem)eratra ! la )re&i%n critica& corregia& el

com)onente i e la mezclaJ ci ! ci &on lo& re&)ecti'o& 'alore& &in corregir

e tabla&;. El 'alore (r &e calcla e la $orma Fe &ige:

7: &matoria e la& $raccione& e H 2S ! CO2

B: (racci%n molar e H 2S

f/ MÉTODO DE YARBUROUG > ALL

E&te mtoo &e ba&a en cierta& correccione& e algna& ecacione& !

matemticamente &e e)re&a como

Do'&:

20


21/34

P!r@ r!$+' !)&or&)*$&"

T@ R*$ro*" & #" (9r"()r" !)&or&)*$&" T!rT

Y@ &'!$&"& r&)*$&"

/ APLICACIONES DEL COMPORTAMIENTO DEL GAS

LEY DE BOYLE

obert Bo!le in'e&tig% el com)ortamiento e na cantia $i8a e ga&

&ometio a i'er&a& )re&ione&, ! encontr% na relaci%n m! &encilla entre

& 'olmen ! & )re&i%n:

TEl 'olmen =; e na ma&a e$ine n ga&, a tem)eratra ; con&tante, e&

in'er&amente )ro)orcional a la )re&i%n a)licaa ; &obre lTJ la e)re&i%n

matemtica e e&ta le! e&:

=N1L;, one e& na con&tante e )ro)orcionalia.

LEY DE CARLES

El $&ico $ranc& UacFe& Carle& 1*"3?123; e&cbri% la relaci%nei&tente entre el 'olmen ! la tem)eratra e n ga&, &iem)re ! cano &

)re&i%n &e mantenga in'ariable. ara ello tiliz% el mi&mo i&eKo em)leao

n &iglo ante& )or Bo!le, )ero aora 'ariano la tem)eratra ! mantenieno

con&tante la )re&i%n.

7 )re&i%n con&tante, el 'olmen oc)ao )or na ma&a e$inia e na

me&tra e ga& e& irectamente )ro)orcional a la tem)eratra elin o

ab&olta;. Matemticamente e&ta le! )ee e)re&ar&e e la &igiente

$orma:

=N one e& na con&tante e )ro)orcionaliaJ a )re&ion ! cantia e

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materia n; con&tante&.

LEY DE GAY LUSSAC

7 'olmen con&tante, la )re&i%n e na ma&a $i8a e n $i8a e n ga& ao

e& irectamente )ro)orcional a la tem)eratra el'in. Ha re)re&entaci%n

matemtica e e&ta le! e&:

NL % N, one e& na con&tante e )ro)orcionalia.

ara n e&tao inicial iLiN;! n e&tao $inal $L$N;, &e cm)le Fe:

i$N$Li

LEY COMBINADA

Ha& o& )rimera& le!e& )een tilizar&e, como &e !a &e inic%, )ara

a'erigar el ne'o 'olmen Fe aFiere n ga& cano &e moi$ica &

tem)eratra ! & )re&i%n, )ero no cano amba& 'ariable& lo acen e

manera &imltnea. -in embargo, en la )rctica, lo m& $recente e& Fe a&

&cea.

Ha le! combinaa e lo& ga&e& e& na &ma e la& le!e& e Bo!le ! e

Carle&, incl&o la le! e Ga! H&&ac. 7l $inal, re&lta la ecaci%n general:

=ii$N=$$i

Ha le! e Bo!le ! la le! e Carle& an &io 'eri$icaa& ! con$irmaa&

meiante ciao&a& realizacione& e)erimentale&. En cierta& conicione&

e tem)eratra !Lo )re&i%n, la& )ro)ieae& e la ma!or )art!e e lo& ga&e&

reale& &e e&'%an )or com)leto e la& e n ga& ieal. ara e&to& ca&o&

ei&ten otra& ecacione&

Er*$*$o "r" &(r9$'"r Z or # 9K(o&o & P$(%r

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1. En n reci)iente cilnrico e 20 $t e altra ! n raio e 4,5 $t, &e

encentra n ga& Fe &e me&tra a continaci%n. E&te &e encentra a

na )re&i%n e 9"0 )&ia a na tem)eratra Fe &e me&tra en la&

conicione& &igiente&. Calclar @ con lo& mtoo& corre&)oniente&.

Me&tra

Co9

/

C. C0 C1 $C2 'C2 $C3 'C3 CH CO0 N0 0S

Y$ *","5 ,"

9

4,3 0,"

5

0,4* 0,3

0

0,24 0,3

3

0,2" 3,5

1

1,52

MC*PN 110 Hb&Llbmol. VC"

PN 0,*5,

Mtoo W1: -taning /atz.

23

Co'&$*$+' T9r"()r"A( AC A

A 110 43,33 5"9,"*


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24


25/34

25

Pr!$+' 7 T9r"()r" P!)&o*r$($*"! & #o! *o9o''(! !"&o!/

Corr#"*$o' & M"(Q! T/A/ Ro#"'& C// 7 ?"(% D/L


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T"4#" No0/ R!)#("&o! ' o"! &$'9$*"! & #"! ro$&"&! *r$($*"!& #" 9%*#"

0/ .C"#*)#o & Z MK(o&o & P$(%r

-e calcla la& )ro)ieae& crtica& e la mezcla a tra'& el mtoo e

-teQart, >.(, Brart, -.( ! =oo, D

J =

1

3∑i=1n

yi

( tc

Pc

)i+

2

3 ⌈

∑i=1n

yi

( tc

Pc

)i

1 /2

⌉2

-&tit!eno tenemo& Fe:

J =1

3∗0,5441078+

2

3 ⌈ 0,735027 ⌉

2

J =0,54154

K =∑i=1

n

yi( Tc Pc 12 )i

26


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-&tit!eno &e tiene Fe /N 14,341"

em)eratra -eocrtica& e la Mezcla, R

TscM = K

2

J

TscM =14,34168

2

0,54154

TscM =379,8127 ºR

re&i%n -eocrtica& e la Mezcla, &ia

PscM =TscM

J

PscM =379,8127

0,54154

PscM =701,3566 Psia

Ho& 'alore& e la& )ro)ieae& critica& &e a8&tan e acero a la regla e

>itcert ! 7zi&, tomano en centa en $actor acntrico

Fp=950∗(ωhc ) ( A− A3 )+9∗(√ B∗B2)

Done:

7: (racci%n Molar el 62-PCO2

B: (racci%n Molar el 62-

ωhc : (actor 7cntrico e lo& irocarbro& P itr%geno.

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A=0,0533+0,0001

7N0,0534

BN 0,0533

ωhc=∑ yi∗ωi

ωhc=0,8531∗0,0115+0,0722∗0,0994+0,013∗0,1529+0,0015∗0,1865+0,0015∗,02003+0,0

ωhc=0,0207232

ara obtener el $actor acntrico e lo& com)onente& )e&ao& &e realiza e&ta

$ormla:

ω=

(

3

7

)[log Pc−log14,7

( Tc Pc )−

1

]−1,0

Done:

c: re&i%n Crtica el com)onente )e&ao

c: em)eratra Critica el com)onente )e&ao

b: em)eratra e ebllici%n e com)onente )e&ao, &e obtiene e la

&igiente $orma: Correlaci%n e /e&&ler, M.G ! Hee, B.I.;

Tb=(4.5579 Mc 60,15178γc 60,15427)3

Tb=(4.5579∗135 lbs/lbml0,151780,900,15427)3

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29/34

Tb=¿ 41,"*32

ω=(3

7 )[log 450−log14,7

( 1200841,6732 )−1 ]−1,0

ω=0,4958

Determinamo& ()

Fp=950∗(0,0207232 ) (0,0534−0,05343 )+9∗(√ 0,0533∗0,05332)

Fp=¿ 1,0549

T ¿sc=Tsc− Fp

T ¿sc=379,8127−1,0549

T ¿

sc=378,7578 R

P¿sc= Psc∗T ¿ scTsc

P¿sc=

701,3566 psia∗378,7578 R379,8127 R

P¿sc=669,4086 psia

29


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(actor 7cntrico e la Mezcla

ω=∑i=1

n

yi∗ωi

ω=0,0261891

Calclar la& )ro)ieae& &eorecia&

re&i%n &eorecia&

Psr= P

P¿sc

Psr= 960 psia

669,4086 psia

Psr=1,4341

em)eratra &eorecia&

Tsr= T

T ¿sc

Tsr= 569,67 R

378,1038 R

Tsr=1,5066

-e calcla @A E& el $actor e com)re&ibilia )ara n $lio c!a& molcla&

&on )er$ectamente reona&; ! @S E& el $actor e com)re&ibilia )ara n

$lio c!a& molcla& no &on )er$ectamente reona&;.

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Z =Z 0+(ωm∗Z ,)

Z 0=0,88

Z ,=0,115

ω=0,0261891

R!)#("&o! &!*r$(o! ' #" f$)r" No 7

-&tit!eno

Z =0,88+(0,0261891∗0,115)

Z =0,883011

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CONCLUSIÓN

Ei&ten i'er&a& i$erencia& entre lo& ga&e& reale& ! ieale&, como )or e8em)lo Fe n ga& &e con&iera ieal a alta& tem)eratra& ! ba8a&

)re&ione& conicione& ambientale&;. Ho& ga&e& reale& no cm)len

nece&ariamente con e&te )o&tlao.

Ho& ga&e& reale& &on lo& Fe en conicione& orinaria& e tem)eratra !

)re&i%n &e com)ortan como ga&e& ieale&J )ero &i la tem)eratra e& m!

ba8a o la )re&i%n m! alta, la& )ro)ieae& e lo& ga&e& reale& &e e&'an en

$orma con&ierable e la& e lo& ga&e& ieale&J mientra& Fe n ga& ieal e&

n con8nto e tomo& o molcla& Fe &e me'en libremente &in

interaccione&. Ha )re&i%n e8ercia )or el ga& &e ebe a lo& coFe& e la&

molcla& con la& )aree& el reci)iente.

El $actor e com)re&ibilia e n ga& e& la raz%n el 'olmen molar e

n ga& con relaci%n al 'olmen molar e n ga& ieal a la mi&ma tem)eratra

! )re&i%n. E& na )ro)iea termoinmica +til )ara moi$icar la le! e lo&

ga&e& ieale& )ara a8&tar&e al com)ortamiento e n ga& real.

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Emilio Montilla

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