Fugacidad Y Actividad

Páginas: 14 (3311 palabras) Publicado: 26 de octubre de 2015
Instituto tecnológico de Oaxaca
Ingeniería química
Fisicoquímica 1

Fugacidad, actividad, y sus respectivos coeficientes
Elaboro:
Oscar Munguía Ramírez
N° de control 12161181
Catedrático:
Elías Atenógenes Jiménez Jiménez
Ciclo escolar: agosto-diciembre 2015

Fugacidad
En varias etapas del desarrollo de la fisicoquímica es necesario pasar de considerar sistemas idealizados a
sistemas reales. Enmuchos casos, es deseable preservar la forma de las expresiones que se han deducido para un
sistema idealizado. Entonces, las deducciones a partir de los comportamientos idealizados pueden expresarse de
manera más simple. Por ejemplo, la dependencia de la energía de Gibbs molar de la presión para un gas real puede
asemejarse a la que se observa en la figura 1.

Fig. 1 La energía de gibbs molar deun gas real. Cuando p 0, la
energía de gibbs molar coincide con el vapor para un gas
ideal(mostrado por la línea negra). Cuando las fuerzas de atracción
son dominantes (a presiones intermedias), la energía de gibbs molar
es menor que la de un gas ideal y las moléculas tienen una menor
“tendencia al escape”. A altas presiones, cuando las fuerzas repulsivas
son dominantes, la energía de gibbs molarde una gas real es mayor
que la de un gas ideal. Por consiguiente, aumenta la “tendencia de
escape”.

Para adaptar esta ecuación

La cual corresponde a la energía de Gibbs molar que posee un gas ideal a temperatura constante, reemplazamos la
presión verdadera, p, por una presión efectiva, denominada fugacidad f, y escribimos

“… la fugacidad es una pseudopresión que puede sustituir a la presión enlas ecuaciones de gases ideales para
poder aplicar estas a gases reales…” (Ing. Elias Atenógenes Jímenez Jímenez)

El nombre “fugacidad” deriva del termino en latín para “ligereza” en el sentido de “tendencia al escape” la fugacidad tiene las mismas
unidades que la presión.

La fugacidad, una función de la presión y la temperatura, se define de manera tal que esta relación sea exactamente
cierta.A pesar de que las expresiones termodinámicas en términos de las fugacidades qie se deducen a partir de
esta expresión son exactas, ellas son útiles solo si conocemos como interpretar las fugacidades en términos de las
presiones reales. Para desarrollar esta relación, escribimos la fugacidad como

Donde es el coeficiente de fugacidad adimensional, que en general depende de la temperatura , lapresión y la
identidad del gas.
La ecuación
(

)

( )



es verdadera para todos los gases ya sean reales o ideales. Si se le expresa en términos de la fugacidad aplicando

Se transforma en


( )

( )

{

}

{

}

En esta expresión, f es la fugacidad cuando la presión es p y f´ es la fugacidad cuando la presión es p´. si los gases
fueran ideales, podríamos escribir


La diferencia entre estas dosecuaciones es

∫(

(

)

)
(

)

La cual puede reordenar como
(

)

∫(

(



)

)

Cuando p´→0, el gas se comporta idealmente y f´ se hace igual a la presión, p´. Por lo tanto, → 1 cuando
p´→0. Si tomamos este límite, que significa establecer que

en el miembro de la izquierda y p´=0 en el

miembro de la derecha, la ecuación anterior se transforma en
∫(

)

∫(

)

Entonces con

Para un gasideal,

, para un gas real

, donde Z es el factor de compresión del gas.

Con estas dos sustituciones, obtenemos


Dado que sabemos cómo es la variación de Z con la presión hasta la
presión de interés, esta expresión nos permite determinar el coeficiente
de fugacidad y en consecuencia, por medio de la ecuación
,
relacionar la fugacidad con la presión del gas.
Fig. 2 La variación del factor decompresión Z con la presión para diversos
gases a 0°C. un gas ideal tiene Z=1 a todas las presiones. Notese que,
aunque las curvas alcanzan el valor 1 cuando p→0, lo hacen con
diferentes pendientes.
Observamos que para la mayoría de los gases Z<1 hasta presiones
moderadas, pero Z>1 a presiones más altas, si Z<1 a través de todo el
intervalo de integración, entonces la integral en la ecuación
es...
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