ESTRUCTURA DE LOS GASES IDEALES Y REALES

Páginas: 21 (5030 palabras) Publicado: 10 de marzo de 2015
ESTRUCTURA DE LOS GASES IDEALES Y REALES
GAS REAL
Un gas real, en oposición a un gas ideal o perfecto, es un gas que exhibe propiedades que no pueden ser explicadas enteramente utilizando la ley de los gases ideales. Para entender el comportamiento de los gases reales, lo siguiente debe ser tomado en cuenta:
efectos de compresibilidad
capacidad calorífica específica variable
fuerzas de Van derWaals
efectos termodinámicos del no-equilibrio
cuestiones con disociación molecular y reacciones elementales con composición variable.
Para la mayoría de aplicaciones, un análisis tan detallado es innecesario, y la aproximación de gas ideal puede ser utilizada con razonable precisión. Por otra parte, los modelos de gas real tienen que ser utilizados cerca del punto de condensación de los gases,cerca de puntos críticos, a muy altas presiones, y en otros casos menos usuales.
Modelo de Van der Waals
Los gases reales son ocasionalmente modelados tomando en cuenta su masa y volumen molares

donde P es la presión, T es la temperatura, R es la constante de los gases ideales, y Vm es el volumen molar. "a" y "b" son parámetros que son determinados empíricamente para cada gas, pero en ocasiones sonestimados a partir de su temperatura crítica (Tc) y su presión crítica (Pc) utilizando estas relaciones:


La ecuación de Van der Waals es una ecuación de estado de un fluido compuesto de partículas con un tamaño no despreciable y con fuerzas intermoleculares, como lasfuerzas de Van der Waals. La ecuación, cuyo origen se remonta a 1873, debe su nombre a Johannes Diderik van der Waals, quienrecibió el premio Nobel en 1910 por su trabajo en la ecuación de estado para gases y líquidos, la cual está basada en una modificación de la ley de los gases ideales para que se aproxime de manera más precisa al comportamiento de los gases reales al tener en cuenta su tamaño no nulo y la atracción entre sus partículas.

ECUACION
Una forma de esta ecuación es:

donde:
p es la presión del fluido, medidoen atmósferas,
v es el volumen en el que se encuentran las partículas dividido por el número de partículas (en litros),
k es la constante de Boltzmann,
T es la temperatura, en kelvin,
a' es un término que tiene que ver con la atracción entre partículas,
b' es el volumen medio excluido de v por cada partícula.
Si se introducen el número de Avogadro, NA, el número de moles n y, consecuentemente, elnúmero total de partículas n•NA, la ecuación queda en la forma siguiente:

donde:
p es la presión del fluido,
V es el volumen total del recipiente en que se encuentra el fluido,
a mide la atracción entre las partículas ,
b es el volumen disponible de un mol de partículas ,
n es el número de moles,
R es la constante universal de los gases ideales, ,
T es la temperatura, en kelvin.
Debe hacerse entreuna distinción cuidadosa entre el volumen disponible para una partícula y el volumen de una partícula misma. En particular, en la primera ecuación  se refiere al espacio vacío disponible por partícula. Es decir que , es el volumen  del recipiente dividido por el número total de  de partículas. El parámetro , por el contrario, es proporcional al volumen ocupado de una partícula —únicamente delimitadopor el radio radio atómico. Este es el volumen que se restará de  debido al espacio ocupado por una partícula. En la derivación original de Van der Waals, que figura a continuación,  es cuatro veces el volumen disponible de la partícula. Observe además que la presión  tiende a infinito cuando el contenedor está completamente lleno de partículas de modo que no hay espacio vacío dejado por laspartículas a moverse. Esto ocurre cuando .
VALIDEZ
Por encima de la temperatura crítica la ecuación de Van der Waals es una mejora de la ley del gas ideal, y para temperaturas más bajas la ecuación es también cualitativamente razonable para el estado líquido y estado gaseoso a baja presión. Sin embargo, el modelo Van der Waals no es adecuado para los cálculos cuantitativos rigurosos, útil...
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