Termo

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA” ÁREA DE TECNOLOGÍA COMPLEJO ACADÉMICO EL SABINO PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA UNIDAD CURRICULAR: TERMODINÁMICA APLICADA

MEZCLA DE GASES

ELABORADO POR: ING GELYS GUANIPA R

Punto Fijo, Julio del 2009 Por: Ing. Gelys Guanipa R      1/9 

MEZCLA DE GASES: Una mezcla de dos o más gases de una composición química fija se llama “mezcla de gases no  reactiva”.   Existen dos maneras de especificar la composición de una mezcla de gases, dependiendo del  análisis que se utilice para medir las proporciones, y son las siguientes:  Fracción  Molar  (Yi):  Se  define  como  la  relación  entre  el  número  de  moles  del  componente  entre  el  número  de  moles  de  la  mezcla;  en  este  caso  nos  estamos basando en un análisis molar, pues como ya se mencionó lo que se está midiendo es el  número de moles. La ecuación correspondiente sería:      Donde:    N m = N1 + N 2 + ... + N n = ∑ N i
i =1 n

yi =

Ni Nm

⇒

∑y
i =1

n

i

=1

Esta ecuación nos indica, que al igual que la masa de varios componentes se pueden sumar, el  número de moles también para obtener el número de moles totales  de la mezcla. Además es obvio, recordar que al sumar las fracciones molares, el resultado debe igualarse a la unidad.     Fracción  de  masa  (fmi):  Se  define  como  la  relación  entre  la  masa  del  componente  entre  la  masa  total  de  la  mezcla;  en  este  caso  nos  estamos  basando  en  un  análisis  gravimétrico,  donde  la  variable  a  medir  en  este  caso  es  la  masa.  La  ecuación  correspondiente sería:     Donde:   m = m + m + ... + m = m n 1 2   Recordando que:    m = N × M   Siendo   M= Masa molar aparente, también conocida como peso molecular, y está tabulada  para los gases comunes.  Si tenemos como dato la masa y el número de moles, también se  puede determinar, por un simple despeje. Así pués, las unidades correspondientes para el  peso molecular serían: Kg/Kmol   (sistema internacional)       ó       Lbm/Lbmol     (sistema inglés)  Por: Ing. Gelys Guanipa R      2/9 

fmi ≡

mi mm

⇒

∑ fm
i =1

n

i

=1

∑m
i =1

n

i

 

Esta ecuación es aplicable, tanto para un componente como para la mezcla, es decir:      mi = N i × M i

mm = N m ×    ó                                 M m

 

Por consiguiente, tendríamos la siguiente relación:     

Mm =

mm ∑ mi= = Nm Nm

∑N M =∑y M N
i i n m i =1 i

 
i

Cabe destacar entonces, que el peso molecular de la mezcla, no es una propiedad aditiva, pues  depende también de las fracciones molares de cada componente.  Constante de Gas de una mezcla:   Se define como la constante universal dividida entre la masa molar de la mezcla, es decir:    Leyes de mezclas de gases: Ley de Dalton de las presiones aditivas:   Establece que La presión total ejercida por una mezcla de gases es igual a la suma de  las presiones que cada gas ejercería  si existiera  solo a la temperatura y volumen de la  mezcla.  

Rm =

RU Mm

     

P = P + P2 + ... + Pn = ∑ Pi 1
i =1

n

                          

 

Pi =

N i RU T V

Donde:  V= es el volumen de la mezcla  T= temperatura absoluta De igual manera, para la mezcla de gases ideales se cumple que:         Por consiguiente:    

Pm =

N m RU T V

Pi (Tm ,Vm ) = N i RU Tm / Vm = N i = yi Pm N m RU Tm / Vm N m

Pi = y i Pm

 

Por: Ing. Gelys Guanipa R 

3/9

Ley de Amagat de los volúmenes aditivos:  Establece que el volumen de una mezcla de gas es igual a la suma de los volúmenes que cada gas ocuparía si existiera solo a la temperatura y presión de la mezcla.     n               Las  leyes  de  Dalton  y  Amagat  se  cumplen  con  exactitud  para  las  mezclas  de  gases  ideales,  aunque solo en forma aproximada para las mezclas de gases reales. Además, la relación Pi/Pm  se denomina fracción de presión, y la relación Vi/Vm se conoce como fracción de volumen del ...