C3 Gases Ideal Real T E

GASES 
IDEALES
1

GASES IDEALES
ECUACION DE ESTADO
Cualquier ecuación que relacione la P, T y v de
una sustancia en estado gaseoso se conoce
como ecuación de estado.

La más conocida es la del gas ideal, que
predice el comportamiento P, V, T dentro de una
región bien específica.
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T: Constante

LEY DE BOYLE

A temperatura constante, la presión de un gas
inversamente proporcional a su volumen. v  1/P

(ideal)

es

Relaciona la presión y el volumen específico o molar cuando la
temperatura se mantiene constante.

P
T2

P v = constante = K
P1 v1 = P2 v2

T1
Isotermas
(T = constante)
T2  T1

DIAGRAMA

P-V

V
3

V: Constante

LEY DE GAY - LUSSAC

A volumen constante, la presión de un gas (ideal) es directamente
proporcional a su temperatura absoluta.  P  T
Relaciona la temperaturaabsoluta y la presión cuando el volumen se
mantieneP constante.

P / T = constante

V1

P1 / T1 = P2 / T2
Isocoras (Volumen constante

V2  V1
V2

T

DIAGRAMA P - T

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P: Constante

LEY DE CHARLES

A presión constante, el volumen de un gas (ideal) es directamente
proporcional a su temperatura.  v  T
Relaciona la temperatura absoluta y el volumen específico o molar,
manteniendo la presiónconstante.

V

v / T = constante
P1

v1 / T1 = v2 / T2

P2  P1
P2

Isóbaras (Presión constante)
T

DIAGRAMA V - T

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LEY COMBINADA
Ley de Boyle:

v  1/P  para T = cte.

Ley de Gay Lussac P  T  para v = cte.
y Charles:

v  T

Se puede obtener:
(P v) / T = constante
Para un cambio de estado:

 para P = cte.
, para n = cte.

P1v1 P2 v2

T1
T2
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MODELO IDEAL
SUPUESTOS:
• Moléculas
del
gas
sonesferas
infinitesimales que no ocupan volumen.
• Moléculas del gas experimentan colisiones
completamente elásticas entre sí.
• Entre las moléculas no existe atracción ni
repulsión.
• Tiene densidad relativamente baja (temperatura
muy alta o presión muy baja)
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RELACIONES DE VARIABLES
MASA MOLAR: Masa de una mol (gramomol, kmol)  m = (M)(N)
kg
•ECUACIONES DE ESTADO PARA GAS IDEAL

• V=mv 

PV =mRgT

• Rm = (MN)R = NRu  PV = NRuT
• V = Nv  Pv = RuT

Rg es la CONSTANTE DEL GAS
Rg = Ru/M

Volumen Molar
Especifico
3

m: Peso Molecular

El valor de Rg para algunos gases
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se encuentra en las tablas A1 y
A2

VER CONTRAPORTADA DEL TEXTO

Valor de Ru
8,31447
8,31447
1,9858
1545.37
10,731
0,082057
82,057
62,361
998,9
1,314
0,7302

Unidades
kJ / (kmol K)
(kPa m3) / (kmol K)
Btu / (lbmol R)
(ftlbf) / (lbmol R)
(psia)(pie3) / (lbmol R)
(atm lt ) / (gmol K)
(atm cm3) / (gmol K)
(mm Hg lt) / (gmol K)
(mm Hg pie3) / (lbmol K)
(atm pie3) / (lbmol K)
(atm pie3) / (lbmol R)
9

EJERCICIO
3
4
4
kPa
.
m
3
3
3
UN
CON
Ru 
8.314 UN
V
 rGLOBO
  (5m) ELASTICO
113 .1m
kmol.K
3
3

D=6m
T = 20 ºC

DIAMETRO DE 6 METROS SE LLENA
PV HELIO(200AkPa20°C
)(113 .1m Y) 200 kPa.
CON
N

9.28kmol
R T8.314kPa.m EL
/ kmol.NUMERO
K )(293K )
DETERMINAR
DE
MOLES
Y LA MASA DEL HELIO EN EL
Masa molar del Helio: 4 kg/kmol (tabla A1)
GLOBO
3

P = 200 kPa

3

u

Numero de moles ??
Masa del Helio: ??
Masa molar (tabla A1)

m=N*M
Numero de moles
(ecuación de estado)

m ( N )( M ) (9,28kmol )(4kg / kmol ) 37,15kg
DESCONOCIDO

Constante universal

conocida (293K)

ECUACION DE ESTADO: PV = N RU T
Conocido (200kPa) volumen de esfera

V = 4/3 π r3
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EJERCICIO

Aire
m1=20 lbm

UN
RECIPIENTE
RIGIDO
CONTIENE
20 lbm entre
DE AIRE
A 20
La cantidad
de aire
adicionado
es la diferencia
la masa
psia
SEdelAÑADE
AL RECIPIENTE
HASTA
QUE
final yYla70°F.
inicial
aire en AIRE
el recipiente
rigido  Δm
= m2 –
m1
LA PRESION AUMENTA A 35 psia Y LA TEMPERATURA
Conocido
SUBE
A 90 °F. DETERMINE LA CANTIDAD DE AIRE
20 lbmm2 se puede obtener con la ecuacion de estado:
AÑADIDO AL RECIPIENTE
m2 = (P2V) / (Rg T2)

Conocida
35 psia

desconocido
?????

constante del gas conocida
Tabla A1E

550 R

3

psia. ft
R 0.3704
(TablaA  1E )
lbm.R

V

m1 RgT1
P1

(35 psia )(196.3 ft 3 )

33.73lbm
3
(196.3
0.3704 ft³
psia. ft / lbm.R)(550 R )

T1 = 70 ºF
P1 = 20 psia
AIRE

m2=??
Aire
T2 = 90 ºF
P2 = 35 psia
Cantidad de...