Desviaciones del Comportamiento Ideal de los Gases: Ecuación y Factor de Compressibilidad, Apuntes de Termodinámica

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TERMODINAMICA

1. INVESTIGACIÓN :

**- Investigar la ecuación del gas ideal y sus características

• Investigar el factor de compresibilidad como una desviación del gas ideal y sus Características.**

UNIDAD: GASES IDEALES Y SUSTANCIAS PURAS

NOMBRE: ALEXEI SEBASTIAN GUERRA REYES NC. 202310790

GRADO Y SECCION: 3 SEMESTRE A

DOCENTE: DAVID REQUENES AVILA

T1. INVESTIGACION GAS IDEAL Y EL FACTOR DE COMPRESIBILIDAD COMO UNA

DESVIACIÓN DEL GAS IDEAL Y SUS CARACTERÍSTICAS.

ECUACION DEL GAS IDEAL

Cualquier ecuación que relacione la presión, la temperatura y el volumen específico de una sustancia se denomina ecuación de estado. Hay varias ecuaciones de estado, algunas sencillas y otras complejas. El estado de una cantidad de materia gaseosa se formula en base a cuatro variables distintas: presión, volumen, temperatura y número de moles de gas. La ecuación conocida como ecuación del gas ideal, explica la relación entre las cuatro variables P (Presion), V (Volumen), T (Temperatura) y n (Cantidad de sustancia). Un gas ideal es un gas hipotético cuyo comportamiento de presión, volumen y temperatura se puede describir completamente con la ecuación del gas ideal. Esta ley permite calcular alguna de las cuatro variables a partir del conocimiento de las otras tres, según la fórmula que así lo expresa:

P representa la presión del gas, V su volumen, n el número de moles de gas (que debe permanecer constante) , R la constante de los gases y T la temperatura del gas en cuestión. Si un gas cumple con esta ley, puede tratarse como si fuera ideal. Esta ley es, además, la combinación de las leyes de Boyle, Gay-Lussac, Charles y Avogadro.

Además de regirse a sus 4 fundamentales características de los gases ideales: -Poseen siempre un mismo número de moléculas -No existen fuerzas de atracción o repulsión entre sus moléculas. -No existe colapso entre las moléculas ni cambios en su naturaleza física (cambios de fase). -Las moléculas del gas ideal ocupan siempre el mismo volumen a las mismas condiciones de presión y temperatura.

Donde: P: presión absoluta. V: volumen. n: número de moles. Ru: Constante Universal de los gases ideales. T: temperatura aboluta. M: peso molecular. Llamado también Masa molar. Rp: Constante particular del gas. m: masa. v: volumen específico del gas. ρ: densidad.

Ya que el factor de compresibilidad Z depende de las condiciones del gas, se expresa como función de la presión y la temperatura:

Z = Z(P,T)

Comparando las dos primeras ecuaciones se advierte que si el número de moles n es igual a 1, el volumen molar de un gas real está relacionado con el del gas ideal mediante: Vreal / Videal = Z → V real = Z Videal

Cuando la presión sobrepasa las 3 atmósferas la mayor parte de los gases deja de comportarse como gases ideales y el volumen real difiere significativamente del ideal.

En condiciones de producción industrial, la mayoría de los gases son reales debido a que el modelo de gas ideal se utiliza para simplificar los cálculos tomando diversas consideraciones, siendo la más importante, las presiones bajas de operación.

Comúnmente nos encontramos a nivel industrial con presiones moderadas o altas, lo que impide utilizar el modelo de gas ideal para estimar propiedades, es por ello, que el concepto de gas real es tan importante para la ingeniería.

En este artículo, definiremos al gas real, el comportamiento del gas real, el factor de compresibilidad de un gas y cómo estimarlo.

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https://www.youtube.com/watch?v=_xcTFq21es