termodinamica

Modelo Matemático del Virial




Aunque generalmente no es la ecuación de estado más conveniente, la ecuación del Virial es importante dado que puede ser obtenida directamente por mecánicaestadística. Si se hacen las suposiciones apropiadas sobre la forma matemática de las fuerzas intermoleculares, se pueden desarrollar expresiones teóricas para cada uno de los coeficientes. En este caso Bcorresponde a interacciones entre pares de moléculas, C a grupos de tres, y así sucesivamente...

2.2.- Principales Ecuaciones de Estado para Gases Reales
La primera y más sencilla ecuación deestado, es la ecuación para el gas ideal, que proviene de la combinación de dos leyes: la ley de Boyle y la de Gay-Lussac o Charles. La expresión de esta ecuación es [2, 3]:

(2)
Esta ecuaciónconduce a conclusiones irreales con relación al gas ideal. Como por ejemplo a 0º K de temperatura y presión constante, el volumen es cero; así mismo, el volumen tiende a cero cuando la presión se haceinfinitamente grande. Estas predicciones no corresponden al comportamiento observado de los gases reales a temperatura bajas y altas presiones [2].
En la práctica esta ecuación se puede utilizar como unaaproximación (error del 5%). Esta ecuación es más precisa cuando la temperatura está sobre la temperatura crítica y la presión bajo la presión crítica [2].
Para exponer las desviaciones entre unfluido ideal y el real, se ha definido el factor de compresibilidad Z, dado por la siguiente expresión:

(3)
Para gas ideal Z=1 y es independiente de la temperatura y presión; para gases reales Z esfunción de la temperatura y presión y puede tomar valores entre 0 e infinito [2, 3].
Aplicando las condiciones críticas (Pc, Tc y Vc) al factor de compresibilidad Z, se obtiene el factor decompresibilidad crítico, el cual está definido por la siguiente exprersión:

(4)
El valor de este parámetro para la mayoría de los gases no polares oscila entre 0,25 y 0,31, con un valor promedio de 0,27...