Ecuaci n de estado c bica para un fluido simple

Revista Mexicana de Física
ISSN: 0035-001X
rmf@ciencias.unam.mx
Sociedad Mexicana de Física A.C.
México

Guevara-Rodríguez, F. de J.
Ecuación de estado cúbica para un fluido simple
Revista Mexicana de Física, vol. 57, núm. 2, abril, 2011, pp. 125-132
Sociedad Mexicana de Física A.C.
Distrito Federal, México

Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=57019378005

Cómo citar el artículoNúmero completo
Más información del artículo
Página de la revista en redalyc.org

Sistema de Información Científica
Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal
Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

´
INVESTIGACION

REVISTA MEXICANA DE F´ISICA 57 (2) 125–132

ABRIL 2011

´
Ecuaci´on de estado cubica
para un fluidosimple
F. de J. Guevara-Rodr´ıguez
Programa de Ingenier´ıa Molecular, Instituto Mexicano del Petr´oleo,
Eje Central L´azaro C´ardenas 152, M´exico, D.F., 07730, M´exico,
e-mail: fguevara@imp.mx
Recibido el 5 de abril de 2010; aceptado el 17 de febrero de 2011
En este trabajo se presenta un m´etodo para construir la ecuaci´on de estado c´ubica de una substancia pura. La ecuaci´on de estado sedetermina
con los valores de la presi´on P , el volumen molar v y la temperatura T en dos estados, a saber, el punto cr´ıtico y el vapor saturado a
temperatura T /Tc = 0.7 (en donde Tc es la temperatura cr´ıtica). La ecuaci´on resultante es u´ nica para cada substancia y, en general, diferente
a otras ecuaciones de estado c´ubicas conocidas en la literatura.
Descriptores: Ecuaci´on c´ubica de estado.In this work, a method to build the Cubic Equation of State of a pure substance is presented. The Equation of State is determined with the
values of the pressure P , the molar volume v, and the temperature T in two states, namely, the critical point and the saturated vapor at
temperature T /Tc = 0.7 (where Tc is the critical temperature). The resulting Equation is unique for each substance and, ingeneral, different
to other known Cubic Equation of State in the literature.
Keywords: Cubic equation of state.
PACS: 64.10.+h

1.

Introducci´on

Las ecuaciones de estado c´ubicas (EEC) son quiz´as las herramientas m´as usadas en la predicci´on de los estados en equilibrio termodin´amico de substancias puras y sus mezclas. Su
base fundamental, aceptada desde el trabajo pionero de van
der Waals[1,2], es la noci´on f´ısica de un ensamble de part´ıculas esf´ericas con volumen excluyente y que interact´uan con
un potencial atractivo. Una ecuaci´on fenomenol´ogica como
la EEC no est´a fundamentada en alg´un modelo molecular del
fluido, sin embargo, su uso ha permitido mejorar el tratamiento de hidrocarburos pesados [3], y describir las mediciones
experimentales de la presi´on como funci´on dela densidad de
la fase l´ıquida del CO2 , H2 O y la mezcla [4], por citar un par
de ejemplos entre muchas otras aplicaciones. Su e´ xito radica
en la sencillez de la ecuaci´on y su capacidad para predecir los
estados termodin´amicos de fluidos con mol´eculas polares, no
polares, esf´ericas y asim´etricas [5]. La EEC es una relaci´on
emp´ırica de la presi´on P , la temperatura T , el volumen molarv del sistema, que nos permite predecir de manera aproximada la fenomenolog´ıa de un fluido. En general, la EEC
est´a compuesta por un t´ermino repulsivo y otro atractivo:
P (T, v) =

RT
a(T )
−
,
v − b (v − c)(v − d)

(1)

en donde R es la constante de los gases. La Ec. (1) es v´alida en la regi´on definida por b < v, en donde el par´ametro
b corresponde al tama˜no del volumen molar ocupado yel
cual es inaccesible. Las constantes b, c y d definen el tipo
de ecuaci´on y, a manera de ejemplo, en la Tabla I se presenta
el t´ermino atractivo de algunas ecuaciones conocidas [6] como van der Waals [1,2] (VDW), Soave-Redlich-Kwong [7,8]
(SRK) y Peng-Robinson [9] (PR), entre otras.

Para una substancia, s´olo una EEC es la que predice con
cierta exactitud los estados termodin´amicos del...