mezcla de gases

´
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADA
LA ISABELICA - ESTADO CARABOBO
INGENIER´ PETROQU´
IA
IMICA
´
TERMODINAMICA II (OPE-32123)
Docente: Lcda. Yurbelys C.Contreras P.1
Ejercicios Resueltos: Mezcla de gases idealeas
Enero 2011

1.

Fracci´n de masa y fracci´n molar de una mezcla de gases
o
o
El an´lisis molar de una mezcla consiste en 65 % de N2 , 20% de O2 y 15 % de CO2 . La mezcla
a
se encuentra a 350 K y 300 KPa. Determine a) la fracci´n de masa, b) la presi´n parcial de
o
o
la mezcla y c) el volumen ocupado por la mezcla en m3 .

a)La fracci´n de masa se calcula por:
o
mfi =

mi
Masa de cada componente
=
mm
Masa de la mezcla

(1)

Utilizando la masa molar (M = m/n) de cada gas, podemos obtener su masa. Supongamos 100Kmol de mezcla:

mN2
mO2
mCO2

Kg
65 Kmol = 1821 Kg
Kmol
Kg
= MO2 nO2 = 32, 0
20 Kmol = 640 Kg
Kmol
Kg
= MCO2 nCO2 = 44, 01
15 Kmol = 660 Kg
Kmol

= MN2 nN2 = 28, 01

Entonces lamasa de la mezcla, ser´ igual a la suma de la masa de cada componente, es decir:
a
mm = mN2 + mO2 + mCO2 = 3121 Kg.
Sustituyendo en la Ec. 1 obtenemos la fracci´n de masa para cada gas, N´tese quei mfi = 1
o
o
mN2
1821 Kg
=
mm
3121 Kg
640 Kg
mO2
mfO2 =
=
mm
3121 Kg
mCO2
660 Kg
mfCO2 =
=
mm
3121 Kg
mfN2 =

1

yurbelys@yahoo.com

1

= 0, 583 = 58, 3 %
= 0, 205 = 20,5 %
= 0, 211 = 21, 1 %

b) La presi´n parcial para cada gas viene dada por:
o

P i = yi Pm = (Fracci´n molar)(Presi´n de la mezcla)
o
o

(2)

Para cada gas quedar´
ıa:

P N2

= yN2Pm = 0, 65

200

KPa = 195

P O2

= yO2 Pm = 0, 20

200

KPa = 60

P CO2

= yCO2 Pm = 0, 15

200

KPa
KPa

KPa = 45

KPa

Noten que la suma de las presiones parciales, debeser igual a la presi´n de la mezcla.
o
c) Supongamos que son gases ideales, entonces el volumen estar´ dado por:
ıa
Vm =

nm RTm
Pm

(3)

Donde nm es el numero de moles de la mezcla, como...