Procesos

Capítulo 4:
Gases, Vapores y líquidos
Propiedad: cualquier característica medible directa o indirectamente de la materia.
Mediciones directas:   masa, temperatura, presión, volumen, …
Mediciones indirectas:  E. interna, entalpía, entropía, densidad
Las propiedades físicas de las sustancias se pueden estimar con el uso de 
correlaciones matemáticas que pueden ser:Teóricas:  obtenidas por medio de las leyes físicas que gobiernan el fenómeno.
p=

nRT
V

Semi  empíricas:    se  originan  mediante  el  estudio  de  un  fundamento  físico, 
comparándo su resultado con datos experimentales y minimizando las discrepancias 
entre estos, con parámetros de ajuste numérico.
a
p+ 2 ( v−b )=R T
v

(

)

a, b son parámetros de ajuste

Capítulo 4:Gases, Vapores y líquidos

Análisis de procesos I
IQ­0332

Empíricas:  no tienen fundamento teórico y obedecen a simples ajustes numéricos de 
datos experimentales.
2

Cp = a + bT + cT + dT

n

Estado:  conjunto de propiedades físicas que definen por completo una porción de 
materia.
Para una sustancia pura, el estado se define con: T, p, VConociendo T1, p1 y V1 se pueden calcular: h1, s1, u1, estado de agregación, etc
Equilibrio:  estado de la materia en el que no hay tendencia espontanea al cambio.
Fase:  estado de la materia en el que todas sus propiedades son homogéneas.
Estados de agregación de la materia
Gas perfecto:  (Fluido de Pascal)
Gas real
Líquido
Cristal líquido
Sólido amorfo
Cristal real
Cristal perfecto  (Sólido de Euclides)

Capítulo 4:Gases, Vapores y líquidos

Análisis de procesos I
IQ­0332

Diagrama de fases

Cortes

Isocora:   v cte
Isóbara:  p cte
Isoterma:  T cte

Capítulo 4:
Gases, Vapores y líquidos

Análisis de procesos I
IQ­0332

Gases Ideales  (Gas perfecto)
Es una abstracción física
Sus moléculas no tienen volumen
Los espacios intermoleculares son muy grandes
No se producen interacciones molecularesSu comportamiento se define por la relación:
R=

[R] =

[

pV
nT

pV =nRT

R es la constante universal de los gases ideales

] [

N 3 1 1
N m
m
=
m2
gmol K
gmol K

]

En el Sistema Internacional 
de Unidades (SI)

[R] =

[

J
gmol K

]

La ley de los gases ideales 
también se puede expresar como
pv =RT

[ ]
3

m
v es el volumen molar [ v ] =
gmolCapítulo 4:
Gases, Vapores y líquidos

Análisis de procesos I
IQ­0332

Condiciones estándar de un gas ideal
Valores de T, p y V utilizados como norma de referencia en el caso de un gas ideal.

Tabla 4.1
Sistema

T

SI

p

V

273,15 K

101,325 kPa

22,415 m3/kgmol

0,0 ºC

760 mm Hg

22,415 L/gmol

60,0 ºF

14,696 psia

379,4 ft3/lbmol

32 ºF

1 atm359,05 ft3/lbmol

Científico universal
Industria del gas natural
AUSE

Estado 1
p1 v1 = R T 1

Estado de referencia
p0 v 0 = R T 0
T1
p1
=
T0
p0

p0 v 0
p1 v 1
=R=
T0
T1
T1 = T 0

p1
p0

v1
v0

( )( )

p1 = p0

v1
v0

( )( )

T1
T0

v0
v1

( )( )

v1 = v0

T1
T0

p0
p1

( )( )

Capítulo 4:
Gases, Vapores y líquidos

Análisis de procesos IIQ­0332

Por definición

ρ=

m
V

nM
pM
=
V
RT
̄ =
R

R
M

m=nM

n
p
=
V
RT

m
pM
=
V
RT

m
p
=
T
̄
V
R

[ ] [ ]
n
gmol
=
3
V
m

ρ =

p
̄T
R

̄ es la constante de gas específica para cada sustancia de tal forma 
R
que: p V = m R
̄ T

Peso específico relativo de un gas ideal  (perGI)
per =

densidad del gas ideal en condicionesreales (T 1, p1 )
densidad del aire en condiciones estandar (T 0 , p 0 )

Para el aire

8,314
R̄
29
¿

(

J
gmol K

)(

gmol
J
= 0,2867 K
g
g

kN
2
p
m
=
=
̄ T
R
kN −m
0,2867
273 K
kg− K

)

101,32

CE

ρa

ρCE
= 1,295
a

kg
m3

Capítulo 4:
Gases, Vapores y líquidos

Análisis de procesos I
IQ­0332

Problema 4.2...