Modulo De Gases
Páginas: 12 (2998 palabras)
Publicado: 16 de mayo de 2012
GASES Y VAPORES
Al finalizar este sección usted deberá ser capaz de:
1. Explicar con sus propias palabras el significado de: a) ecuación de estado b) que significa presumir comportamiento de gas ideal c) condiciones estándar de P y T d) presión parcial.
2. Dados tres de algunos de las variables P, V, n o T para un gas ideal, calcular la cuarta directamente a partir de la ecuación degases ideales o a partir de la conversión de las condiciones estándar.
3. Explicar el significado de 40 SCFH o de 35 SCMH.
La mayoría de los balances que se han realizado hasta ahora se pueden resolver a partir de la información suministrada en los enunciados de lo problemas. Sin embargo en los problemas reales, y antes de llevar a cabo un balance de masa es necesario conoce laspropiedades físicas de los materiales de proceso. Imaginemos que usted tiene un sistema y necesita conocer la densidad del tiofeno a 25ºC. El valor puede:
a) Buscarlo (tablas)
b) Estimarla (correlaciones)
c) Medirla
La densidad de un fluido líquido, a condiciones de presión y temperaturas diferenves a la tabulada puede utilizarse generalmente sin incurrir en un error grande.Sin embargo, si el fluido se encuentra en forma gaseosa, este no puede utilizarse ya que se requiere de una expresión de P y T. Una ecuación que nos relaciona la cantidad de un gas con su P, T y V en estado de equilibrio se denomina ecuación de estado.
GASES IDEALES
Las ecuaciones de estado pueden obtenerse a partir de una derivación teórica basada en el comportamiento molecular o medianteun análisis empírico de los datos experimentales. Las ecuaciones de estado basada en análisis experimentales son ecuaciones con muchas constantes y se puede obtener una representación exacta del comportamiento del gas. Por otro lado, las ecuaciones de estado teóricos o cuasiteóricas son generalmente menos exactas y no resultan recomendadas para los cálculos de ingeniería.
La ecuación de estadomás sencilla y la que más se conoce es la ley de los gases ideales, la cual es adecuada para muchos cálculos de ingeniería cuando las presiones son bajas y las temperaturas son altas. Por ejemplo, ciertos gases como hidrógeno, oxígeno, argón, neón, xenón a presiones cercanas a la atmosférica se comportan como gases ideales. El modelo de gases ideales se basa en conceptos teóricos en donde sepresume varias cosas:
• Las moléculas son esféricas: Se mueven en línea recta hasta que chocan entre sí o con las paredes que lo contienen.
• Las moléculas ocupan un volumen despreciable comparado con el volumen ocupado por el gas: Están distribuidos uniformemente a lo largo del volumen que lo contiene, pero la distancia entre moléculas es generalmente mayor que las dimensiones de lasmoléculas, un gas típico es esencialmente espacio vacío.
• Las moléculas no ejercen fuerzas entre sí, excepto cuando chocan. Cada molécula actúa independientemente de las otras.
• El choque entre ellas es completamente elástico: En la colisión entre moléculas, algunas ganan energía, otras la pierden. La energía promedio para tales moléculas no cambia debido a que conserva la energía cinética,se dice que el choque entre ellas en completamente elástico.
Otras ecuaciones de estado para gases reales son la ecuación de estado que usa el factor de compresibilidad, la ecuación de van der Waals, la ecuación de Redlich-Kwong.
La ecuación de gases ideales se expresa como[pic], donde P= presión absoluta del gas, V= volumen (o flujo volumétrico), n= moles (o flujo molar), T= temperaturay R= constante de los gases, cuyas unidades depende de las unidades de P, T, V y n.
En los cálculos con gases ideales se han establecido una serie de condiciones de referencia. Las condiciones de referencia de presión y temperatura en el sistema SI se conoce como condiciones normales de P y T ó condiciones estándar.
| |SI |SAI...
Al finalizar este sección usted deberá ser capaz de:
1. Explicar con sus propias palabras el significado de: a) ecuación de estado b) que significa presumir comportamiento de gas ideal c) condiciones estándar de P y T d) presión parcial.
2. Dados tres de algunos de las variables P, V, n o T para un gas ideal, calcular la cuarta directamente a partir de la ecuación degases ideales o a partir de la conversión de las condiciones estándar.
3. Explicar el significado de 40 SCFH o de 35 SCMH.
La mayoría de los balances que se han realizado hasta ahora se pueden resolver a partir de la información suministrada en los enunciados de lo problemas. Sin embargo en los problemas reales, y antes de llevar a cabo un balance de masa es necesario conoce laspropiedades físicas de los materiales de proceso. Imaginemos que usted tiene un sistema y necesita conocer la densidad del tiofeno a 25ºC. El valor puede:
a) Buscarlo (tablas)
b) Estimarla (correlaciones)
c) Medirla
La densidad de un fluido líquido, a condiciones de presión y temperaturas diferenves a la tabulada puede utilizarse generalmente sin incurrir en un error grande.Sin embargo, si el fluido se encuentra en forma gaseosa, este no puede utilizarse ya que se requiere de una expresión de P y T. Una ecuación que nos relaciona la cantidad de un gas con su P, T y V en estado de equilibrio se denomina ecuación de estado.
GASES IDEALES
Las ecuaciones de estado pueden obtenerse a partir de una derivación teórica basada en el comportamiento molecular o medianteun análisis empírico de los datos experimentales. Las ecuaciones de estado basada en análisis experimentales son ecuaciones con muchas constantes y se puede obtener una representación exacta del comportamiento del gas. Por otro lado, las ecuaciones de estado teóricos o cuasiteóricas son generalmente menos exactas y no resultan recomendadas para los cálculos de ingeniería.
La ecuación de estadomás sencilla y la que más se conoce es la ley de los gases ideales, la cual es adecuada para muchos cálculos de ingeniería cuando las presiones son bajas y las temperaturas son altas. Por ejemplo, ciertos gases como hidrógeno, oxígeno, argón, neón, xenón a presiones cercanas a la atmosférica se comportan como gases ideales. El modelo de gases ideales se basa en conceptos teóricos en donde sepresume varias cosas:
• Las moléculas son esféricas: Se mueven en línea recta hasta que chocan entre sí o con las paredes que lo contienen.
• Las moléculas ocupan un volumen despreciable comparado con el volumen ocupado por el gas: Están distribuidos uniformemente a lo largo del volumen que lo contiene, pero la distancia entre moléculas es generalmente mayor que las dimensiones de lasmoléculas, un gas típico es esencialmente espacio vacío.
• Las moléculas no ejercen fuerzas entre sí, excepto cuando chocan. Cada molécula actúa independientemente de las otras.
• El choque entre ellas es completamente elástico: En la colisión entre moléculas, algunas ganan energía, otras la pierden. La energía promedio para tales moléculas no cambia debido a que conserva la energía cinética,se dice que el choque entre ellas en completamente elástico.
Otras ecuaciones de estado para gases reales son la ecuación de estado que usa el factor de compresibilidad, la ecuación de van der Waals, la ecuación de Redlich-Kwong.
La ecuación de gases ideales se expresa como[pic], donde P= presión absoluta del gas, V= volumen (o flujo volumétrico), n= moles (o flujo molar), T= temperaturay R= constante de los gases, cuyas unidades depende de las unidades de P, T, V y n.
En los cálculos con gases ideales se han establecido una serie de condiciones de referencia. Las condiciones de referencia de presión y temperatura en el sistema SI se conoce como condiciones normales de P y T ó condiciones estándar.
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