Condiciones criticas

En un intento por descubrir la ley de los gases verdaderamente universal que hiciera predicciones satisfactorias a altas presiones, se desarroll la idea de los estados correspondientes. Los primeros experimentadores observaron que en el punto crtico todas las sustancias estn aproximadamente en el mismo estado de dispersin molecular. En consecuencia, se pens que sus propiedades termodinmicas y fsicas deberan ser similares. La ley de los estados correspondientes expresa la idea que en el estado crtico todas las sustancias se deben comportar de manera similar.Qu significa estado crtico? Podemos encontrar muchas definiciones, pero la ms apropiada para su uso general en sistemas de componentes puros, as como mezclas de gases es la siguiente:El estado crtico para la transicin gas-liquido es el conjunto de condiciones fsicas en las que la densidad y otras propiedades del lquido y vapor se hacen idnticas Para un componente puro (nicamente), este punto es la temperatura ms alta en la que puede el lquido y el vapor pueden existir en equilibrio.

Ley de los estados correspondientes Aplicando los valores de a, b y R por las ecuaciones: , , Podemos escribir la ecuacin de van der Waals en la forma equivalente:

Que puede redondearse as:

La ecuacin anterior comprende solo las razones . Esto sugiere que estas razones, ms que. , son las variables significativas para la caracterizacin del gas. Estas razones se denominan variables reducidas de estado , , :

Expresada en funcin de estas variables, la ecuacin de va der Waals se transforma en:

El aspecto importante de la ecuacin es que contiene constantes que sean peculiares al gas individual, por lo tanto, est en condiciones de describir todos los gases.En esta forma se vuelve a ganar la generalidad perdida en la ecuacin de van der Waals en comparacin con la ecuacin del gas ideal. Ecuaciones de las caractersticas como la anterior se expresan una de las variables reducidas en funcin de las otras dos variables reducidas, son expresiones de la ley de los estados correspondientes.Dos gases a la misma temperatura reducida y bajo la misma presin reducida se encuentran en estados correspondientes. Segn ley de los estados correspondientes, deben ocupar el mismo volumen reducido. EjemploArgn a 302 k y 16 atm de presin, y etano a 381k y 18 atm de presin se encuentran en estados correspondiente, ya que cada uno tiene .Cualquier ecuacin de estado que compruebe solo dos constantes, adems de R, puede expresarse solo en funcin de las variables reducidas. Por esta razn, las ecuaciones que comprenden ms de dos constantes fueron desechadas entonces por contradecir la ley de los estados correspondientes. Al mismo tiempo se abrigaban serias esperanzas de que pudiera hallarse una ecuacin de dos constantes que represente los datos experimentales. Estas esperanzas se han abandonado, ya que ahora se reconoce que los datos experimentales no toleran la ley de los estados correspondientes como una ley de gran exactitud para todos los intervalos de presin y temperatura. Aunque la ley no es exacta, tiene gran importancia en el campo de la ingeniera, en el intervalo delas presiones y temperaturas en el campo industrial, la ley goza a menudo de precisin suficiente para clculos de ingeniera. Las representaciones graficas de z contra a varias temperaturas reducidas se emplean ms frecuente que en una ecuacin.Factor de comprensibilidad