Termodinamica

Gases Ideales

TERMODINÁMICA
AVANZADA

Ecuación de estado

U n id a d I : P ro p ie d a d e s y L e y e s
d e la T e rm o d in á m ic a

P

T 2 = c te

Gases ideales
! Gases reales
! Gases y vapores

PV = nRT

T3= ct!
e

T

PV = RT
P2= cte

! P3= cte

!

8/13/10

T 1 = c te
Rafael Gamero

1

P1= cte

V Rafael Gamero

8/13/10

Gases y Vapores

V

2Gases y Vapores

Similitudes entre gas y vapor

Gas

U n g a s y u n v a p o r p e r te n e c e n a l e s ta d o d e a g r e g a c i ó n ( f a s e ) e n la c u a l
la s m o lé c u la s s e e n c u e n tr a n m á s s e p a r a d a s e n tr e s i c o n r e s p e c to a la
fase líquida.

Fase (o estado de agregación) existente a condiciones normales.
U n g a s r e q u i e r e e x t r ac c ió n d e c a l o r ( e n f r i a m i e n t o ) y a u m e n t o d e
p r e s ió n ( c o m p r e s ió n ) p a r a a lc a n z a r l a f a s e líq u id a ( l ic u e f a c c ió n ) .

L a f u e r z a g r a v ita c io n a l e je r c e m e n o r in fl u e n c ia s o b r e l a s u s ta n c ia e n
esa fase.

Vapor
Fase existente a partir del punto de ebullición.

N o p o s e e n v o lu m e n p ro p io , s in o a d o p ta n e l d e l s is te m a q u e lo s
c o n tie n e n .

Un vapor requiere extracción de calor (enfriamiento) a presión
c o n s ta n te ( p r e s ió n d e v a p o r ) p a r a a lc a n z a r l a f a s e líq u id a
(condensación).
8/13/10

Rafael Gamero

3

8/13/10

Rafael Gamero

4

Gases y Vapores
Diagrama P-V

T 2 = c te

Diagrama T-V

P C : P un to c r í tic o

P

Gas ideal

P

Gases y Vapores

T 3 = c te

T 2 = T c = c te
T 3 = c te

T

PC

Pc

P C : P u n to c r í tic o

T

Gas ideal

Gas real y vapor

P2 = Pc = cte

T 3 = c te

P2= cte

P3= cte

Gas real y vapor

PC

Tc
Vapor

Líquido

T 1 = c te

Liq-vap

V Rafael Gamero

8/13/10

Vapor
Líquido

T 1 = c te

Vc

Liq-vapP1= cte

V

5

V Rafael Gamero

8/13/10

Gases y Vapores

P1= cte

Vc

V

6

Gases y Vapores

Punto crítico

Punto crítico

• E s e l p u n to m á x im o d e la c u r v a d e c a m b io d e f a s e o c u r v a d e
saturación.
• E s e l p u n to e n e l c u a l la s p r o p ie d a d e s d e la f a s e líq u id a y la f a s e
vapor son iguales: Propiedades críticas.Propiedades críticas y
factor acéntrico de
sustancias puras

• El punto crítico es la coordenada del estado crítico de una sustancia.
• L a s p r o p ie d a d e s c r ític a s s o n c o n s ta n te s c a r a c te r ís tic a s d e c a d a
sustancia. Se encuentran tabuladas en bases de datos.
8/13/10

Rafael Gamero

7

R e f e r e n c ia
Smith J.M., Van Ness H.C.,Abott
M .M . ( 1 9 9 6) , I n tr o d u c c ió n a la
T e r m o d in á m ic a e n I n g e n ie r ía
Q u ím ic a , 5 ta e d ., M c G r a w H ill,
M e x ic o D .F ., M e x ic o .

8/13/10

Rafael Gamero

8

Gases y Vapores

Gases Reales

Punto crítico

Interacción molecular

P r o p ie d a d e s r e d u c id a s

Gases ideales: No hay interacción molecular.

S o n p r o p ie d a d e s a d im e n sio n a le s c o n r e f e r e n c ia a l a s p r o p ie d a d e s
c r í tic a s .
Temperatura reducida:

Tr =

T
Tc

P r e s i ó n r e d u c id a :

Pr =

P
Pc

!

8/13/10

V o lu m e n r e d u c id o :

Vr =

E n e r g í a m o le c u la r : S u m a d e la e n e r g ía d e b id o a l m o v im ie n to r o ta c io n a l ,
tr a s la c io n a l y v ib r a c io n a l d e l a sm o lé c u la s .

!

V
Vc

Gases reales: Existe colisión entre las moléculas y la forma de las mismas
p u e d e n s e r n o s im é tr ic a.
E x is te in fl u e n c ia d e l p u n to c r ític o .

T a m b i é n e x is te n p r o p ie d a d e s d e
!
transporte críticas y reducidas.

Rafael Gamero

PV = RT

9

8/13/10

PV " RT

Rafael Gamero

10

!

!

Gases...