tema 2d5. gases ideales y reales - gases reales.pptx

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TEMA 2f:Gasesideales y reales -Gases reales


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GASES REALES

Aunque los gases ideales resultan ser una importante aproximacinen Termodin!mica" su comportamiento es muy diferente al de losgases reales# A $a%as temperaturas los gases reales experimentanprocesos de condensacin" transiciones de fase" etc" que nopresentan los gases ideales#

Las des&iaciones del comportamiento ideal" por e%emplo en procesosde e#strangulamiento" resultan ser de muc'a utilidad endeterminados procesos industriales y en la ()sica de $a%astemperaturas


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GASES REALES

A diferencia de un gas ideal cuyas part)culas son puntuales y notienen &olumen propio" no todo el &olumen * del recipiente esaccesi$le a las part)culas del gas# La propia presencia de laspart)culas resta algo a ese &olumen total#

Si cada una de ellas resta un &olumen +" se puede considerar enprimera aproximacin que el &olumen accesi$le al mo&imiento es *-,+ * .n$" donde n ,/,A" siendo ,A el n0mero de A&ogadro" es eln0mero de moles y $ es el &olumen excluido por mol" se tiene:


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GASES REALES

El 'ec'o de que las part)culas del gas experimenten fuer1as deatraccin a distancias intermedias da lugar al fenmeno de lareduccin de la fuer1a con que las part)culas del gas golpean lasparedes y" por ende" de la presin#

uando una part)cula se acerca a una pared" detr!s de ella seencuentran toda una serie de part)culas que e%ercen so$re la mismauna fuer1a neta que tiende a frenarla#

omo" por existir la pared" no 'ay part)culas enfrente de ella quecompensen esa fuer1a" la part)cula golpea con menos fuer1a la paredque si se mo&iera rodeada de part)culas de gas por todas partes# Estafuer1a menor da lugar a un menor cam$io de momento en el c'oquey" por tanto" una menor presin


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GASES REALES

Se tiene por tanto una disminucin de la presin del gas con respecto a

la que e%ercer)a un gas ideal en las mismas circunstancias# 3uesto que estas interacciones dependen del n0mero de part)culas" n" y

del car!cter de su interaccin" de la densidad de las mismas" n/*" y del&olumen relati&o en contacto con las paredes" $/*" se puede considerarque la presin interna del gas se puede expresar como:

4onde uo es un par!metro del potencial de interaccin# 3or tanto" teniendoen cuenta el efecto de la presin interna" se podr)a proponer que:


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GASES REALES

Si u5 5 "se trata de part)culas que interaccionan atray6ndose#4enominando a uo$ y com$inando el efecto del tama7o de laspart)culas con el de la presin interna" se tiene que:

En funcin del &olumen molar tenemos la ecuacin de *an der 8aals:


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GASES REALES

El desarrollo moderno de las ecuaciones c0$icas de estado se inici en1949 con la ecuacin de la ecuacin de Redlic'/9ong.

4onde:

;

La ecuacin de Redlic'-9ong es adecuada para calcular laspropiedades de la fase gaseosa cuando el cociente entre la presin y lapresin cr)tica es menor que la mitad del cociente entre la temperaturay la temperatura cr)tica#


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GASES REALES

Modelo matem!tico de Soa&e:

4onde:

y

En =>?2 Soa&e reempla1 el t6rmino a/@T 5#Bde la ecuacin de Redlic'-9ong por una expresin C@T"D funcin de la temperatura y delfactor ac6ntrico#

La funcin α fue conce$ida para cuadrar con los datos de las presiones de&apor de los 'idrocar$uros; esta ecuacin descri$e acertadamente elcomportamiento de estas sustancias#

http://es.wikipedia.org/wiki/Factor_ac%C3%A9ntricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Factor_ac%C3%A9ntrico


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(ATR 4E M3RE,SFFLF4A4 @H

Es un factor de correccin" que se introduce en la ecuacin de estado de gasideal para modelar el comportamiento de los gases reales" los cuales sepueden comportar como gases ideales para condiciones de $a%a presin y altatemperatura:

En ingenier)a de Iacimientos de gas es importante porque afecta losc!lculos su$secuentes de:

• (actor de &olumen de formacin del gas @g

• 4ensidad

• ompresi$ilidad

• *iscosidad


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GRJ(FA 4EL H

Presión

F a c t o r d e c o m p r e s i b i l i d a d ,

Z

1.0

0.5

0

0

T e m p e r a t u

r a C o

n s t a n

t e

Rango de bajas presiones Altas presiones


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LEI 4E LS ESTA4SRRES3,4FE,TES

Las o$ser&aciones experimentales muestran que H para diferentes Kuidosex'i$en una conducta similar cuando se correlacionan con una funcin detemperatura reducida Tr y una presin reducida 3r" 3or denicin:

y

Teorema de los Estados correspondientes:

Todos los (luidos" cuando se les compara con la misma temperatura ypresin reducidas" tienen aproximadamente el mismo factor decompresi$ilidad y todos se des&)an del comportamiento del gas ideal casi almismo gradoN#


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LEI 4E LS ESTA4SRRES3,4FE,TES

La ley de estados correspondientes 'a sido extendida para correlacionar elomportamiento de la me1cla de 'idrocar$uros

El siguiente paso es calcular la presin y temperatura pseudo reducidas#

4onde :

3 y T" son las temperaturas a las cuales se requiere determinar 1#

onociendo estos dos par!metros se puede ingresar al diagrama de Standing y 9at1#

∑=

=

n

i

cii pc p y p1

∑=

=

n

i

cii pc T yT 1

c

r p

p P =

c

r T

T T =


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RRELAFO, 4E STA,4F,G P9ATS

Aunque estas correlaciones

est!n cerca de ser exactaspara Kuidos simples @Argn"9riptn y Qenn se o$ser&andes&iaciones sistem!ticas paraKuidos m!s comple%os# Losresultados me%oran de maneraaprecia$le a partir de laintroduccin del tercer

par!metro de los estadoscorrespondientes @adem!s de Tc y 3c# aracter)stico de laestructura molecular; el m!spopular de estos par!metroses el factor acéntrico ω ,Introducido por K. S. Pitzery colaboradores.


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FACTOR ACÉNTRICO

El factor ac6ntrico sedene como ladiferencia e&aluada en Tr 5#?

Todos los Kuidos quetiene el mismo &alor de

D" cuando se lescompara con la misma Tr y 3r tienen el mismo&alor de H" y todos sedes&)an delcomportamiento de gasideal el mismo grado#


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RRELAF,ES GE,ERALFHA4AS3ARA GASES

La correlacin para Htoma la forma :


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