DEPENDENCIA ENTRE P Y T DE SATURACION

DEPENDENCIA ENTRE P Y T DE SATURACION 
  La presión  en  un contenedor  de gas es debida a los choques de las moléculas 
individuales en  las paredes del contenedor y ejerciendo una fuerza sobre estas. La 
fuerza  es  proporcional  a  la  velocidad  promedio  de  las  moléculas  y  al número  de 
moléculas  por  unidad  de  volumen  del  contenedor  (densidad  molar).  Entonces,  la 
presión ejercida   por  un  gas  es  una  función  dependiente   de  la  densidad  y  la 
temperatura  del gas. Para una  mezcla  de gases,  la  presión medida  por  un sensor 
tal  como  un  transductor  es  la  suma  de  las  presiones  ejercidas  por  las  especies 
individuales de  gases, llamada la  presión  parcial. Se puede mostrar que la presión 
parcial  de  una mezcla  de  gases es proporcional al número  de moles (o la fracción 
mol) del gas. 
 
Una  sustancia  a  una  presión  específica  hervirá  a  la  a  la  temperatura  de 
saturación correspondiente a  esa  presión.  Este  fenómeno  nos  permite  controlar la 
temperatura  de  ebullición de una  sustancia,  simplemente controlando la presión, y 
esto  tiene  numerosas  aplicaciones  en  la  práctica.  En  la  mayoría de  los casos,  el 
camino  natural   para  alcanzar  el  equilibrio  de  fase  es  permitiendo  que  algo  del 
líquido se evapore, lo cual ocurre como un fenómeno no siempre perceptible. 
 
CALCULO DE PROPIEDADES PARA UN SISTEMA EN SATURACION 
 
Para  determinar  las  propiedades  termodinámicas  en  el  estado  de saturación 
(Reynolds  1979;  Saavedra 1993)  se  deben conocer cuatro  ecuaciones  empíricas; la  ecuación  que  determina  el calor específico  a volumen específico constante para 
densidades o presiones  muy  bajas,  la  ecuación de  estado  Virial  que representa el 
comportamiento  de   la  sustancia  pura  en  la  fase  gaseosa,  la  ecuación   que 
representa  la  variación  de  la  presión  de   vapor  con  la  temperatura,  presión  de 
saturación,  y  la  ecuación  que  determina el  valor  de  la  densidad  del  líquido 
saturado para diferentes temperaturas de saturación, es decir: 
Cv(T),P = f(ρ,T), Psat = g(T) y ρf .= ​
∅​
(T) 
Los  pasos  que  deben  seguirse  para  cumplir  este  procedimiento  se  exponen  a 
continuación: 
1.­ Se selecciona un valor de la temperatura de saturación, Ts. 

2.­  Se  calcula  la   presión  de  saturación.  3.­  Se  determina  la densidad  del  líquido 
saturado, ρf 4.­ Se  sustituye ρf en la expresión vf = 1  /ρf y se determina el volumen 
específico  del  líquido  saturado.  5.­  Se  calcula  el  volumen  específico  del  vapor 
saturado  a  partir de  la ecuación de estado Virial. Como  el volumen  específico  del 
vapor  saturado  (vg   =  1/ρf)  está  implícito  en  la  ecuación  de  estado  Virial,  se 
necesita  de un  método  de  ensayo  y  error  (Saavedra  1993)  para  determinar  ese 
volumen  específico   (vg).   Para  ello  se  procede  de la  forma  siguiente: 5.a.­ Con  la 
temperatura  de  saturación  (Ts)  y  la  presión  de  saturación  (Psat),  se  calcula  el 
volumen  específico  del vapor saturado  (vg) a partir  de la  ecuación de estado para 
un gas ideal. 

 
5.b.­  Se  sustituyen  los valores  de  la temperatura  de  saturación (Ts)  y  el volumen 
específico  del  vapor  saturado  (vg)  en  la  ecuación de  estado  Virial  y  se determina 
una presión de tanteo (Ptan). 
5.c.­ Se determina el error o la convergencia a partir de: 

 
5.d.­  Se  verifica  si  el  error  es  menor  que  0.05%. Si  es  así, se concluye el  tanteo, 
sino,  se  varía  el  valor  del  volumen  específico (vg)  hasta  que se consiga un  error 
menor al 0.05%. 
6.­ Se determina el valor del volumen específico de vaporización (vfg) a partir de: 
 
7.­  Se  calcula  el   valor  de  la  entalpía  específica  de  vaporización  a  partir  de  la 
ecuación de Clausius­Clapeyron. 

 
8.­ Se determina la entropía de vaporización (sfg) a partir de: 

 

9.­  Se  obtiene  el  valor  de  la  energía ...