Clase5.doc TERMODINÁMICA QUÍMICA I 1

09/09/aa JAIME AGUILAR

Cálculo de la Fugacidad CON TABLAS DE VAPOR

Dado que � ��� � �� = y � ��� �� �� = , se tiene que ��� �� � ��� ������ −=

Las tablas de vapor dan información del comportamiento PVT de las sustancias, así que es posible calcular la fugacidad con base en dichas tablas. Para determinar la fugacidad f a T y P, se integra a temperatura constante T desde una presión muy baja hasta P:

� ��� ��� !"#$%& −= '( ) φ Se debe integrar desde condiciones ideales a baja presión hasta el coeficiente

de fugacidad a la presión P.

* +,-./0 −=

1 2 3 445 67

8

'( ) φ

DE CORRELACIONES GENERALIZADAS Se emplea el nomograma del coeficiente de fugacidad en función de la presión y temperatura reducida.

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09/09/aa JAIME AGUILAR

Fugacidad En Fase Líquida Para calcular la fugacidad de un líquido puro a T y P, se puede calcular la fugacidad del vapor saturado a T, y como ésta es la misma que la del líquido saturado, se calcula el cambio de fugacidad que hay entre la fugacidad del líquido saturado y el líquido comprimido a P con T constante.

En la fase vapor (debajo de la línea punteada) se emplea la expresión 9 −=

: ;<=> ? @ABC? @ φ . Para la

fase líquida, se considera: D=−

EE

F G HIGJ K LIGIG M N OP Q RSTT UUU y como aproximación se considera el volumen

molar del líquido independiente de la presión, entonces ( )V W XYV W XZ Y [\V W X\Y\Y ]]^__ −=− ``` .

El cambio de energía libre molar de Gibbs también se puede expresar en términos de la fugacidad:

a b cdda b ceded ffg hii j kll =−

. Igualando y despejando, se tiene:

( )

m noop

qq r s tur s tv u wxr s tuu −=

y

z {

Como lo que se calcula es el coeficiente de fugacidad, la expresión para la fugacidad en fase líquida queda:

( )

|}~

��� −= � ������

� � ��� � �� � ��� � ��� � ���

�

� � �φ El término exponencial es el conocido factor de Poynting.

Ejemplo: Calcular el coeficiente de fugacidad del agua líquida a 300°C y 25 MPa.

( )

������ −= � ������

� � � � � �¡   ¢£� � � � � �  

�

� � �φ

f

P

fsat

vapor

Líquido Línea isoterma a la temperatura T de interés. El estado final del camino hipotético es a Ty P.