Determinacion Cp

Ecuación térmica de estado y punto critico


Objeto
El objetivo de esta práctica es determinar de forma experimental el comportamiento de una sustancia pura en lo referente a la reacción pVT así como la obtención del punto crítico del sistema y estudiar su comportamiento en equilibrio líquido de vapor,
Material
Para realizar esta practica necesitaremos un aparato para la medición del puntocritico, un baño de circulación con termostato regulable entre -20 y 200 ºC y un termómetro con un rango entre 10 y 50 ºC
Fundamento teórico y operaciones
El comportamiento pVT de una sustancia cualquiera en equilibrio, se puede determinar experimentalmente. La relación existente entre estas propiedades es la ecuación térmica de estado.
F(p ,v, p, T, n)=0
Y una forma de representarlo esmediante la ecuación de estado virial:
pvRT=1+B(T)v+C(T)v2+…
La obtención experimental de estos coeficientes requiere medidas de presión y volumen a temperatura constante. Si al variar la el volumen, presión y temperatura permanecen constantes la sustancia se encuentra en equilibrio bifásico. Para resolver esta ecuación lineal recurriremos al método de los mínimos cuadrados.
fPsat,Tsat=0
Serealizarán mediciones de presión y volumen con temperaturas ascendentes, hasta que se observe que se ha llegado al punto crítico, es decir, no se observa cambio de fase.
A partir de la representación lnpsatpref frente a 1Tsat podremos obtener un valor aproximado de la entalpía de vaporización, hfg. Utilizando la ecuación de Clasius-Clapeyron para el equilibrio líquido-vapor estamos suponiendo uncomportamiento prácticamente ideal del gas y que hfg es constante.
lnpsatpref=-hfgRTsat+K
Nos encontramos de nuevo con una ecuación lineal la cual resolveremos de forma similar a como hemos obtenido los coeficientes virales.

Procedimiento experimental
* Medida de isotermas
Para medir las isotermas la temperatura debe de ser constante por lo que en primer lugar debemos de fijar la temperaturadel baño y esperar a que el termómetro marque esa temperatura de forma más o menos fija. Una vez fijada la temperatura pasamos a girar la rueda hasta que el menisco de la sustancia se situé sobre el volumen inicial (en nuestro caso 4 cm3) tras un minuto se anota la presión y se vuelve a girar la rueda hasta alcanzar el siguiente volumen.

* Para la obtención del punto crítico se representa laisoterma critica en la cual se puede observar que no hay cambio de fase durante la compresión.
Se realiza una isoterma a la temperatura crítica, se observa que no hay cambio de fase durante la compresión.

Isoterma 1
Sustancia | Hexafluoruro de Azufre | Nº de Moles | 3.2x10-3 | Psat = 2 Mpa |
Temperatura | 292 K | B(T) | -0.356574 dm3 mol-1 | C(T) | 3.66x10-2 dm3 K mol-1 |
Isoterma 1 F6S|
V(cm^3) | p(bar) |
4 | 12.75 |
3.8 | 14 |
3.6 | 14.75 |
3.4 | 15.5 |
3.2 | 16.5 |
3 | 17.25 |
2.8 | 18 |
2.6 | 19 |
2.4 | 20 |
2.2 | 20 |
2 | 20 |
1.8 | 20.25 |
1.6 | 20.25 |
1.4 | 20.5 |
1.2 | 20.5 |
1 | 21 |
0.8 | 21 |
0.6 | 21 |
0.4 | 23.5 |

Isoterma 2
Sustancia | Hexafluoruro de Azufre | Nº de Moles | 3.2x10-3 | Psat = 2.3 Mpa |
Temperatura |297 K | B(T) | -0.307818 dm3 mol-1 | C(T) | 2.68x10-2 dm3 K mol-1 |
Isoterma 2 F6S |
V(cm^3) | p(bar) |
4 | 15 |
3.8 | 15.5 |
3.6 | 16 |
3.4 | 17 |
3.2 | 18 |
3 | 18.5 |
2.8 | 19.5 |
2.6 | 20.5 |
2.4 | 21.5 |
2.2 | 22.5 |
2 | 23 |
1.8 | 23 |
1.6 | 23.5 |
1.4 | 23.5 |
1.2 | 23.5 |
1 | 24 |
0.8 | 24.5 |
0.6 | 25 |
0.4 | 29 |

Isoterma 3
Sustancia |Hexafluoruro de Azufre | Nº de Moles | 3.2x10-3 | Psat = 2.8 Mpa |
Temperatura | 306 K | B(T) | -0.280573 dm3 mol-1 | C(T) | 2.40x10-2 dm3 K mol-1 |
Isoterma 3 F6S |
V(cm^3) | p(bar) |
4 | 15.5 |
3.8 | 16.5 |
3.6 | 17 |
3.4 | 18 |
3.2 | 19 |
3 | 19.75 |
2.8 | 20.5 |
2.6 | 22 |
2.4 | 23 |
2.2 | 24.25 |
2 | 25.5 |
1.8 | 27 |
1.6 | 28.5 |
1.4 | 28 |
1.2 | 29 |
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