Calor especifico

GASES REALES
Las condiciones o postulados en que se basa la teoría cinética de los gases no se pueden cumplir y la situación en que más se aproximan a ellas es cuando la presión y la temperatura son bajas; cuando éstas son altas el comportamiento del gas se aleja de tales postulados, especialmente en lo relacionado a que no hay interacción entre las moléculas de tipo gravitacional, eléctrica oelectromagnética y a que el volumen ocupado por las moléculas es despreciable comparado con el volumen total ocupado por el gas; en este caso no se habla de gases ideales sino de gases reales.
Como el gas real no se ajusta a la teoría cinética de los gases tampoco se ajusta a la ecuación de estado y se hace necesario establecer una ecuación de estado para gases reales.
La ecuación más sencilla yla más conocida para analizar el comportamiento de los gases reales presenta la siguiente forma:
P.V = Z.R.T (1)
P: presión absoluta.
v: volumen.
R: constante universal de los gases.
T: temperatura absoluta.
Z se puede considerar como un factor de corrección para que la ecuación de estado se pueda seguir aplicando a los gases reales. En realidad Z corrige los valores de presión y volumenleídos para llevarlos a los verdaderos valores de presión y volumen que se tendrían si el mol de gas se comportara a la temperatura T como ideal. Z se conoce como factor de supercompresibilidad, y depende del tipo de gas y las condiciones de presión y temperatura a que se encuentra; cuando éstas son bajas, próximas a las condiciones normales, Z se considera igual a uno.
Cuando se trata de gasesreales, la presión indicada por el registrador de presión es menor que la presión a la que se encontraría el gas si fuera ideal pues hay que descontar las interacciones entre las moléculas y por otra parte el volumen disponible para el movimiento de las moléculas es menor que el volumen del recipiente pues no se puede despreciar el volumen ocupado por las moléculas.
Mezclas de Gases Reales
Cuando setrata de mezclas no se habla de peso molecular sino de peso molecular aparente y se calcula de acuerdo con la composición aplicando la ecuación:
Ma = Σxi.Mi (2)
donde:
xi: fracción molar del componente i respectivamente.
Mi: peso molecular del componente i respectivamente.
Ma: peso molecular aparente.
De igual manera si se quiere expresar la composición en porcentaje por peso se aplica laecuación:
(3)
Para calcular la densidad (ρ) se aplica la ecuación:
ρ = P.M/Z.RT.T = m/V (4)
Determinación del factor Z
Para poder aplicar la ecuación (1) se requiere conocer el factor Z, el cual, como ya se dijo, depende de las condiciones de presión y temperatura y del tipo de gas. El cálculo de Z se puede hacer a partir de correlaciones y se hará énfasis fundamentalmente en la correlación deStanding - Katz por ser la más conocida.
- Cálculo de Z para gases puros: En este caso se requiere conocer la temperatura y presión crítica del compuesto. Las condiciones críticas son características de cada componente y se pueden obtener de tablas de propiedades físicas.
Presión crítica: Valor límite de la presión de saturación cuando la temperatura de saturación se aproxima a la temperaturacrítica.
Temperatura crítica: Máxima temperatura a la que los estados bien definidos de líquido y vapor pueden existir. Puede definirse como la máxima temperatura a la que es posible hacer que un gas cambie al estado líquido (se licue) solamente mediante la presión.
Una vez conocidas las condiciones críticas se obtienen las condiciones reducidas, que se definen como:
Pr = P/Pc (5)
Tr = T/Tc (6)donde,
Pr: presión reducida.
Tr: temperatura reducida.
como se ve son adimensionales.
- Obtención de Z para mezclas: También se utiliza la correlación de Standing pero en este caso las condiciones reducidas no se pueden obtener de tablas porque las mezclas no son compuestos puros, además cuando se trata de mezclas no se habla de condiciones críticas o reducidas sino de condiciones...