termo
“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
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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:
yi =
Ni
Nm
⇒
n
∑y
i =1
i
=1
Donde:
n
N m = N1 + N 2 + ... + N n = ∑ N i
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:
fmi ≡
mi
mm
⇒
n
∑ fm
i =1
i
=1
Donde:
m = m + m + ... + m =
m
n
1
2
n
∑m
i =1
i
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
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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
i =1
m
n
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:
Rm =
RU
Mm
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.
n
P = P + P2 + ... + Pn = ∑ Pi
1
i =1
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:
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
Por consiguiente:
Por: Ing. Gelys Guanipa R
Pi = y i Pm
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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
V = V1 + V2 + ... + Vn = ∑ Vi
i =1
Vi =
N i RU T
P
Vm =
N m RU T
P
Vi
N R T /P
N
= i U
= i = yi
Vm N m RU T / P N m
Las leyes ...
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