estimacion de propiedades termodinamicas

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CAPÍTULO VIII
ESTIMACIÓN DE PROPIEDADES
TERMODINÁMICA
Por
Jorge A. Rodríguez
VIII.1. INTRODUCCIÓN
En este capítulo trataremos los métodos de estimación de propiedades
termodinámicas relacionadas principalmente con el cálculo de la entalpía de una
mezcla, de una manera muy resumida. Para ello se deberá, además de estudiar los
métodos de estimación de calores latentes devaporización, profundizar en la
estimación de la capacidad calorífica, tanto de gases como de líquidos, ya sean puros
o mezclas multicomponentes. Además, para mezclas no-ideales, deberán estimarse los
efectos de mezclado, esto es las desviaciones (desde el punto de vista energético) de
la mezcla con respecto al comportamiento ideal.
VIII.1.1. Entalpías de Exceso
Como vimos en el Capítulo V, paracalcular la entalpía de una mezcla
podemos recurrir a la ley de aditividades, lo cual nos da la entalpía de la mezcla en
función de las entalpías de los componentes puros. Para el cálculo de estas últimas,
debemos utilizar las propiedades a discutir en las secciones siguientes y las ecuaciones
generales vistas en el Capítulo V. No obstante, para mezclas no ideales sabemos que
existen grandesdesviaciones con respecto a la idealidad (aditividad) representadas por
la entalpía de exceso.
Luego, resulta imprescindible la estimación de dicha cantidad para evaluar
la entalpía de la mezcla. Para ello, como vimos, debemos utilizar las expresiones que
vinculan la entalpía de exceso con los coeficientes de fugacidad o actividad. Estas
relaciones las discutimos someramente en el Capítulo V y provienen delas relaciones
generales que nos brinda la termodinámica.
Por otra parte, en el Capítulo anterior discutimos cómo estimar los
coeficientes de fugacidad o los de actividad. Vimos que para ello podemos utilizar
relaciones PVT o bien métodos para la estimación directa de los coeficientes de
actividad.
A modo de ejemplo, si pretendemos evaluar la entalpía de exceso (HE) por
medio de la ecuaciónModelado, Simulación y Optimización de Procesos Químicos
Autor: Nicolás J. Scenna y col.
ISBN: 950-42-0022-2 - ©1999

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HE


M
NC

i
1

xi H i
RT
E

M
NC

i
1

xi ln i

(1)

vemos que todos los métodos discutidos en el capítulo anterior son válidos, siempre
y cuando sean aplicables a la mezcla a tratar.
En los siguientes puntos discutiremos en primer lugar los métodos oprocedimientos para estimar entalpías de compuestos puros, comenzando con los
métodos complementarios para tal cálculo, como ser el calor latente de vaporización
y las capacidades caloríficas.
Por último, muy someramente se mencionarán algunos métodos para la
estimación de propiedades de transporte, por ejemplo viscosidad, tensión superficial,
difusividad, conductividad térmica, etc.
De los muchos métodospublicados, trataremos aquellos que siendo más
exactos requieran menor cantidad de información y sean más simples. No siempre se
encuentra el método ideal que cumpla estos tres requisitos por lo que daremos
atención prioritaria a los que cumplen el primero, y en algunos casos puede que el
segundo y el tercero inviertan su orden de importancia.
VIII.2. MÉTODOS PARA LA ESTIMACIÓN DEL CALOR LATENTEDE
VAPORIZACIÓN
El calor latente de vaporización, también llamado entalpía de vaporización,
se puede estimar mediante dos clases de técnicas:
a)
b)

las basadas en una evaluación del calor latente en base a la curva de presión
de vapor-temperatura y la ecuación de Clausius-Clapeyron.
las correlaciones basadas en la ley de estados correspondientes o en
ecuaciones empíricas.

Existe una considerableincertidumbre con respecto al origen de los datos
publicados de calor latente de vaporización, debido a que muchos valores
supuestamente "experimentales" en realidad fueron obtenidos indirectamente a través
de la ecuación de Clausius-Clapeyron. Por ejemplo los valores de las tablas de
propiedades de hidrocarburos publicadas por API se obtuvieron por medio de
mediciones de la pendiente de la...