INGENIERIA DEL GAS I

INGENIERIA DEL GAS
LEY DE GASES REALES: Un gas real se define como un gas con un comportamiento termodinámico que no sigue la ecuación de estado de los gases ideales.
GASES REALES
1) Establezca en forma breve las diferencias entre gas ideal y un gas real
- Para un gas ideal la variable "z" siempre vale uno, en cambio para un gas real, "z" tiene que valer diferente que uno.
- la ecuación deestado para un gas ideal, prescinde de la variable "z" ya que esta para un gas ideal, vale uno. Y para un gas real, ya que esta variable tiene que ser diferente de uno, así que la formula queda de esta forma: p.V = z.n.R.T.
- la ecuación de Van der Waals se diferencia de las de los gases ideales por la presencia de dos términos de corrección; uno corrige el volumen, el otro modifica la presión.
- Losgases reales, a presiones y temperaturas cercanas a las ambientales, actúan como gases ideales.

2) El gráfico que se muestra a continuación representa el comportamiento de licuefacción de un gas
- Indique: las fases existentes el los diferentes tramos de una curva.
Para esto llamaremos "curva u-v" a la isoterma en 0 °C
Curva " w-x " a la isoterma en 30,9 °C y,
Curva "y-z" a la isoterma en 48 °CLas fases en la curva u-v son: desde "u" hasta el principio de la campana de saturación es líquido, dentro del domo de saturación, la fase es de líquido - Vapor, y cuando la curva sale del domo, lo hace en estado gaseoso.
Las fases en la curva w-x son: desde "w" hasta el punto máximo del domo de saturación es líquida, en el punto máximo, la fase es mixta; líquido - vapor,y a partir del punto, esgaseosa.
En la isoterma de 48 °C existe una sola fase, la cual es constante; la gaseosa, ya que la isoterma está por encima del punto crítico de la temperatura.
- Cuál es la diferencia básica que presentan las curvas a medida que se aumenta la temperatura.
A medida que se aumenta la temperatura, el líquido se convierte en vapor hasta llegar a gas
- Que nombre recibe la curva segmentada.
A la curvasegmentada, se le llama, curva de coexistencia líquido - Vapor.
- Que representa el punto crítico.
Desde el punto de vista de la temperatura, el punto crítico representa la temperatura máxima a la cual un elemento permanece en estado líquido, y la presión crítica, es la presión medida a esta temperatura.
3) Explique las correcciones hechas por Van der Waals a la ecuación general de los gases.(Introducción de las constantes a y b).
Introducción de las constantes a y b en la ecuación de Van der Waals
La ecuación de Van der Waals, fue presentada en 1873 como un perfeccionamiento semiteórico de la ecuación de gas ideal. La ecuación de estado de Van der Waals es:
P = R.T/(v - b) - a/v²
La constante b es la corrección por el volumen ocupado por las moléculas, y el término a/v² es una correcciónque toma en cuenta las fuerzas de atracción intermolecular. Como podría esperarse en el caso de una ecuación generalizada, las constantes a y b se evalúan a partir del comportamiento general de los gases. En particular estas constantes se evalúan observando que la isoterma crítica pasa por un punto de inflexión en el punto crítico, y que la pendiente es cero en ese punto.
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4) Establezca larelación entre la ecuación de Van der Waals y el estado crítico; es decir deduzca ecuaciones para las constantes críticas (Pc, Tc, Vc) en función de las constantes de Van der Waals.
Por medio de las constantes de los valores de Van der Waals se pueden calcular a partir de las constantes críticas de un gas. El punto de inflexión de la curva de P con respecto a V, en el punto crítico, de modo que laderivada de P sobre la derivada de V (∂P / ∂V)Tc = 0 y (∂²P / ∂V²)Tc = 0.
Sabiendo el valor de las constantes "a" y "b" obtenidas a través de derivadas se obtiene que:
a = 3.Pc.Vc²
b = Vc/3
R = 8.Pc.Vc/3.Tc
Despejamos "Pc" en función de "a", Vc en función de "b", y Tc en función de R, obteniendo:
Pc = a/3.Vc²
Vc = 3.b
Tc = 8.Pc.Vc/3.R
Sustituyendo Vc en Pc, obtenemos el valor de Pc:
Pc =...