termo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
SEDE MANIZALES
TERMODINÁMICA II
Docente: Javier Ignasio Carrero
Examen I. Sección Casera

“Los aquí firmantes declaramos que somos los autores de este trabajo escrito y que no dimos ni recibimos ayuda de otros grupos o de personas ajenas al curso”.


Frank Paolo Henao Pineda
_____________________
Paula Andrea Henao Aguirre _______________________Deisy Jobana Ramírez Moreano
_________________________


1. Calcular entalpía de vaporización.

Calcule la entalpía de vaporización (en J/mol) del compuesto orgánico Acme con los datos de la tabla 1. Use de la mejor manera posible dos métodos distintos y reporte sus resultados para cada temperatura.
Tabla 1. Datos de temperatura - presión de vapor del compuesto ACME
T (°C)
0
20
4060
80
100
*T(K)
273
293
313
333
353
373
P(bar)
0,0091
0,0292
0,0789
0,1854
0,3887
0,7425

*Se realizó la conversión de unidades de temperaturas.

Planteamiento numeral 1.

Método I.

Para hallar le entalpía de vaporización, partiremos de la ecuación de Clausius Clapeyron que hace una relación entre la dependencia de la temperatura con la presión de evaporación, alas variaciones de entalpía y volumen en la vaporización; valida en equilibrio líquido-vapor.

Ecuación de Clausius Clapeyron


Teniendo la ecuación se puede realizar dos aproximaciones:
A. Se puede aproximar el volumen al volumen del vapor, despreciando el volumen del líquido (el volumen de la fase gaseosa es más grande).
B. El vapor es considerado como un gas ideal, por locual tenemos: VV =RT/P
Con estas aproximaciones nos queda:
donde,

Ya que:
, reorganizando la ecuación e integrando a ambos lados
Dado que el intervalo de temperatura no es grande, podemos decir que constante, no depende de T; obtenemos:

Esta ecuación podemos reescribirla como una ecuación lineal de la forma donde;

Con ayuda de Microsoft Excel, se realizaronlos cálculos correspondientes para realizar gráfica de vs . La siguiente tabla muestra los resultados obtenidos del manejo de datos realizado.
lnPsat
1/T
-4,69948087
0,00366099
-3,53358657
0,00341122
-2,53957405
0,00319336
-1,68523963
0,00300165
-0,94494744
0,00283166
-0,29773241
0,00267989


Despejando se obtiene el valor de entalpía de vaporización
87
Laentalpía de vaporización será:



Método II.
Partiendo de la ecuación inicial de Clausius - Clapeyron

Despejando


Falta

2. Calcular
Con los datos de la tabla 2 calcule, grafique, y reporte tablas de valores de todos en función de
Tabla 2: Datos de la mezcla metanol (1)+n-pentano (2) a 298.15 k.en Kg.m-3



0
621,2
0,0464
623,1
0,0696
624,2
0,1597
629,5
0,2228
633,80,4412
653,7
0,6294
678,8
0,741
699,5
0,7958
712,3
0,9419
759,6
0,9734
773,4
1
786,6


Planteamiento numeral 2.
Una propiedad molar parcial se define como


Cada término en la sumatoria

Es una propiedad molar parcial

Por lo mismo la ecuación de Gibbs-Duhem no permite calcular nada. Pero combinada con las funciones termodinámicas básicas permite obtener expresionesbastantes útiles.
La ecuación de Gibbs – Duhem tiene otra forma relevante, que se encuentra a partir de

Igualando con la otra forma de :

El término se cancela
Se obtiene una forma de Gibbs-Duhem en términos de
=0
A T, P constante por lo tanto

T, P constantes

Las fracciones molares sirven más que
=
Cambiando de a se obtiene la ecuación deGibbs-Duhem




Solución.
Para hallar los volúmenes parciales molares de los componentes hemos recurrido a datos que relacione la fracción molar del metanol con el volumen molar de la mezcla, y posteriormente hacer el ajuste polimonial, por esta razón se han calculado los siguientes datos:
Fracción másica(xi) de los componentes metanol (1) y n-pentano (2)

Mediante x1 se calcula x2...