PV= k1 Se mantiene Ctte T,n
V= k2*T Se mantiene Ctte P,n
LEYES DE GASES IDEALES
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Ecuación de Estado.
Donde:
•P indica la presión del gas.
•V indica el volumen del gas.
•n es el número de gramos-mol del gas.
•R la constante de los gases.
•T la temperatura del gas en K.
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Temperatura y presión
32 F y 760 mmHg
1 gmol-----22,4 l
1Lbmol------359 pie3
1kgmol------22,4 m3
CONDICIONES ESTÁNDAR DE UN GAS IDEAL.
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Valores de R
8,314472 J/K · mol
0,08205746 L · atm/K · mol
8,2057459 x 10-5 m³ · atm/K · mol
8,314472 L · kPa/K · mol
62,3637 L · mmHg/K · mol
62,3637 L · Torr/K · mol
83,14472 L · mbar/K · mol
1,987 cal/K · mol
10,7316 ft³ · psi/°R · lbmol
Para resumir, queremos enfatizar
que R no tiene un valor universal,
aunque algunas veces sea llamada
constante universal de los gases.
El valor R depende de las
unidades de p, v y T es decir:
;
T
V̂*PR
;
M
RR
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Porcentaje de error (Vtabla-Videal)/Vtabla*100
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establece que en una mezcla de gases cada gas ejerce su
presión como si los restantes gases no estuvieran
presentes. La presión específica de un determinado gas
en una mezcla se llama presión parcial, p. La presión
total de la mezcla se calcula simplemente sumando las
presiones parciales de todos los gases que la
componen
tn ppppp ..........321
La ley de Dalton
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La ley de Amagat:
"En una mezcla cualquiera de gases, el volumen total es igual a la suma
de los volúmenes parciales de los constituyentes de la mezcla". Por
volumen parcial de un gas se entiende el que ocuparía un gas si estuviese
solo a una temperatura dada y a la presión total de la mezcla.
tn vvvvv ..........321
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RELACIONES DE LOS GASES REALES .
Hemos dicho que a temperatura y presión ambiente se puede
considerar que muchos gases actúan como gases ideales. Sin embargo,
para ciertos gases en condiciones normales y para la mayor parte de
los gases en condiciones de presiones altas, los valores de las
propiedades de los gases que se podrían obtener usando la ley de los
gases ideales variarían ampliamente con la evidencia experimental.
De modo esencial existen cuatro métodos de manejo de cálculos de
gases reales:
(a) Ecuaciones de estado
(b) Gráficas del factor de compresibilidad
(c) Propiedades estimadas'
(d) Datos experimentales reales
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EQUILIBRIO LIQUIDO VAPOR
Si un recipiente cerrado, en el que previamente se ha hecho vacío, se
llena parcialmente con una sustancia líquida A, ésta se evaporará
parcialmente, (cantidad suficiente para que el proceso no sea total), de
modo que se alcanzará finalmente un estado de equilibrio en el que la
presión reinante en el recipiente es la presión de vapor de la sustancia a
la temperatura considerada
Existen tablas en las que se pueden encontrar directamente las presiones
de vapor de sustancias puras a diversas temperaturas. También puede
estimarse mediante fórmulas empíricas, como la de Antoine:
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EQUILIBRIO LIQUIDO VAPOR (Mezcla Binaria)
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EQUILIBRIO LIQUIDO VAPOR (Mezcla Binaria)
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DIAGRAMA DE EBULLICIÓN Y EQUILIBRIO . (Mezcla Binaria)
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La destilación es la operación de separar, mediante evaporización y
condensación, los diferentes componentes líquidos, sólidos disueltos
en líquidos o gases licuados de una mezcla, aprovechando los
diferentes puntos de ebullición (temperaturas de ebullición) de cada
una de las sustancias ya que el punto de ebullición es una propiedad
intensiva de cada sustancia, es decir, no varia en función de la masa o
el volumen, aunque sí en función de la presión.
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ECUACIONES DE ESTADOS.
Las ecuaciones de estado relacionan las propiedades p-V-T de una
sustancia pura (o mezclas) por medio de relaciones semiteóricas o
empíricas. Por propiedad deberemos entender cualquier característica
medible de una sustancia, como la presión, volumen o temperatura, o
bien una característica que se puede calcular o deducir, como la
energía interna
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UNA MEDIDA E LA DESVIACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE GAS IDEAL.
T*R
v̂*pz
Z=1 para gases ideales.
Z≠0 para gases reales
Z=f(Pr ;Tr; Vr)
c
r
c
r
c
r
V
VV
T
TT
p
pp
c
c
cP
T*RV
FACTOR DE COMPRESIBILIDAD.
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cV̂Gas Tc (K) Pc (atm) (m3 / kg mol)
Agua 647,3 218 0,0558
Amoníaco 406 111,3 0,0723
Dióxido de azufre 431 77,7 0,124
Dióxido de carbono
304,2 72,9 0,0941
Etano 305,4 48,2 0,221
Eteno o Etileno 283 50,5 0,143
Helio 5,2 2,27 0,0579
Hidrógeno 33,2 12,8 0,0648
Metano 190,7 45,8 0,0991
Monóxido de carbono
133 34,5 0,0928
Nitrógeno 126,2 33,5 0,0897
Oxígeno 154,4 49,8 0,0741
Propano 369,8 41,9 0,203
1. Determine la masa del aire en una habitación cuyas
dimensiones son 4*5*6 m a 100 kpa y 25 C.
Aplicando gas ideal y la carta de compresibilidad.
Datos: Tc=132,5 K y Pc=37,2 atm
2. Haga la prediccion de la presión del gas nitrogeno a
T=175 K y v= 0,00375 m3/kg con base a) ec. Ideal, b) Ec.
Van der W, C) ec. De edo Beattie, d) Ec. Edo. Benedict.
Compare los valores obtenidos con el valor de 10000 kpa,
determinado en forma experimental
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Referencia Bibliografía.
David M, Himmelblau. “Principio Básicos y Cálculos en Ingeniería
Química” Sexta edición. Editorial PHH. Prentice Hall. Pag. 388 al
503.
Yunus A. Cengel, Michael A. Boles. “Termodinámica” Quinta
edición. Editorial Mc Graw Hill. Pag. 2 a 149
http://ocwus.us.es/arquitectura-e-ingenieria/operaciones-
basicas/contenidos1/tema13/pagina_02.htm. FECHA:12-12-11
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