LEYES DE GASES IDEALES

Transcripción

1 LEYES DE GASES IDEALES PV= k1 Se mantiene Ctte T,n V= k2*t Se mantiene Ctte P,n

2 LEYES DE GASES IDEALES 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.

3 LEYES DE GASES IDEALES CONDICIONES ESTÁNDAR DE UN GAS IDEAL. Temperatura y presión 32 F y 760 mmhg 1 gmol ,4 l 1Lbmol pie3 1kgmol ,4 m3

4 LEYES DE GASES IDEALES ; 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: Valores de R 8, J / K mol 0, L atm / K mol 8, x 10-5 m³ atm / K mol 8, L kpa / K mol 62,3637 L mmhg / K mol R P* Vˆ T R R M 62,3637 L Torr / K mol 83,14472 L mbar / K mol 1,987 cal / K mol 10,7316 ft³ psi / R lbmol

5 Porcentaje de error (Vtabla-Videal)/Vtabla*100

6 La ley de Dalton 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 p 1 p p p n p t

7 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. v 1 v v v v n t

8 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

9 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:

10 EQUILIBRIO LIQUIDO VAPOR (Mezcla Binaria)

11 EQUILIBRIO LIQUIDO VAPOR (Mezcla Binaria)

12 DIAGRAMA DE EBULLICIÓN Y EQUILIBRIO. (Mezcla Binaria)

13 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.

14 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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17 FACTOR DE COMPRESIBILIDAD. UNA MEDIDA E LA DESVIACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE GAS IDEAL. z p* vˆ R* T Z=1 para gases ideales. Z 0 para gases reales Z=f(Pr ;Tr; Vr) p T V r r r T T p p c V V c c V c R * T P c c

18 Gas Tc (K) Pc (atm) Vˆc (m 3 / kg mol) Agua 647, ,0558 Amoníaco ,3 0,0723 Dióxido de azufre ,7 0,124 Dióxido de carbono 304,2 72,9 0,0941 Etano 305,4 48,2 0,221 Eteno o Etileno ,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 ,5 0,0928 Nitrógeno 126,2 33,5 0,0897 Oxígeno 154,4 49,8 0,0741 Propano 369,8 41,9 0,203

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21 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 kpa, determinado en forma experimental

22 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 FECHA: