ingeniero quimico

U.T.N. – F.R.Ro DEPTO. DE INGENIERÍA QUIMICA

CATEDRA DE INTEGRACIÓN III

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GASES Y VAPORES: los términos gas y vapor se utilizan mucha veces
indistintamente, pudiendo llegar a generar alguna confusión. Es por ello que es
necesario dar por sentado perfectamente que diferencia existe entre un gas y un
vapor.
Gas: se definirá a un gas como el estado de agregación de la materia enque
esta no tiene una forma determinada a causa de la libre movilidad de sus moléculas
sino que llena completamente cualquier espacio en que se sitúe (es decir llena
totalmente el volumen del recipiente que lo contiene). Teóricamente cualquier
sustancia puede transformase en un gas a una temperatura suficientemente alta (de
todas maneras algunas sustancia pueden descomponerse ante de llegar alestado
gaseoso).
Si a un gas se lo comprime isotérmicamente, este nunca llega a pasar al
estado líquido (aún a presiones altas), que es lo que lo diferencia de un vapor.
(Hay que tener en cuenta que cualquier compresión de un gas va acompañado
por un aumento de su energía interna, es decir aumenta la temperatura, por lo
que si la compresión se la realiza a temperatura constante,permanentemente
se debe extraer calor del sistema)
Vapor: un vapor, si bien tiene el mismo estado de agregación del gas, se
diferencia de este que al ser comprimirlo isotérmicamente, al llegar a una presión
determinada (que se denominará presión de saturación, Ps y que depende de la
sustancia y de la temperatura a la cual se realiza la compresión) comienza a licuar,
pasando al estado líquido.
Esto esasí
para un vapor si
la temperatura a
la cual se realiza
la compresión es
superior a la del
punto triple de la
sustancia, si la
temperatura
es
inferior a esta, en
vez de licuar pasa
al estado sólido.

Figura 1
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En
la
Figura
1
se
presenta
el
diagrama
de
fases del agua. El
punto triple se
encuentra a una
temperatura
de0,0098º C y una
presión de 4,58
mm de Hgabs. La
transformación A
representa
una
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compresión isotérmica, a una temperatura superior a la del punto triple, en donde el
vapor al llegar a la presión de saturación, pasa a la fase líquida. La transformación B
representa una compresión isotérmica a una temperatura inferior a la del punto
triple, por lo cual alllegar a la presión de saturación pasa a la fase sólida.
La pregunta entonces es: si tanto el gas y el vapor tienen el mismo estado de
agregación, ¿Cuándo es un vapor y cuando es un gas? Cada sustancia, susceptible
de poder ser llevada al estado gaseoso, tiene lo que se denomina temperatura
crítica (que es una constante física que depende de cada sustancia y se nombrará
como Tc) para la cualsi la sustancia en cuestión está por debajo de esa
temperatura, es factible de condensar comprimiéndola en forma isotérmica, por lo
que es un vapor. Si la temperatura de la sustancia es superior a su temperatura
crítica, esta no podría ser condensada en una compresión isotérmica, por más que
se aumente su presión, por lo que es un gas.
GASES
Ecuaciones de estado: uno de los principalesproblemas que se plantean
cuando se trabajan con gases es que si se toma una dada masa m (o una cantidad
de moles n) y se lo confina en un volumen V, a una temperatura T, cual será la
presión P que tendrá el gas. O si esa masa (o número de moles) está a la
temperatura T y a la presión P, cual será su volumen V.
Cualquier ecuación que relacione estos tres parámetros (P, T y V) para un
gas sedenomina ecuación de estado (como se observa, siempre hay dos variables
independientes y otra dependiente).
Los primeros investigadores que comenzaron a desarrollar las primeras
ecuaciones de estado, trabajaron a temperaturas y presiones tales que el promedio
de las distancias entre las moléculas era los suficientemente grandes como para
despreciar el efecto de las fuerzas intermoleculares, así...