Ecuaciones De Estado

Ecuaciones de Estado Para los Gases.

Una ecuación de estado es aquella que relaciona: Presión, Temperatura, Volumen y Composición. Si bien es cierto uno de los objetivos perseguidos en la formulación de una ecuación de estado es la de su validez general, el compromiso entre su sencillez analítica y su universalidad resulta difícil de satisfacer.

Por lo general las ecuaciones de estado son de 2 parámetros (a y b), dentro de estas ecuaciones destaca la de v

Van der Waals. Además de un gran número de otras ecuaciones de estado.

Se pueden determinar los valores de las constantes (a y b), que aparecen en las Ecuaciones de estado de los gases reales. Estas constantes para los componentes puros son función de la temperatura y presión crítica. También es posible resolver las ecuaciones de estado, como una ecuación cúbica. Para una descripción exacta del comportamiento PVT en los intervalos amplios de temperatura y de la presión, se requiere una ecuación de estado más completa que la ecuación virial.

Las ecuaciones cúbica son, de hecho, las ecuaciones más sencillas capaces de representar el comportamiento de las sustancias.

La ecuación general para los gases ideales, se dijo que era: (PV = nRT), sin embargo la ecuación general del estado gaseoso para los gases reales es:

PV= nZRT

En este caso la ecuación (24) incluye al factor de compresibilidad (Z), y es aplicable a los gases reales. Aunque, estos gases a presiones y temperaturas cercanas a las ambientales, actúan como gases ideales. Esto significa que Z= 1. Para el caso de los gases reales: Z = f (T, P y estructura molecular)

a.- Ecuación de Van der Waals La ecuación de van der Waals, fue presentada en 1873 como un perfeccionamiento semiteórico de la ecuación de gas ideal. La ecuación es una de las ecuaciones de mayor utilidad para el estudio de los gases reales. Las ecuaciones cúbicas de estado se sustentan en la teoría de Van der Waals y producen expresiones de fácil uso en cálculos de equilibrio de fase. La ecuación de los gases ideales no es de utilidad cuando las presiones del sistema tienen valores altos Luego Van der Waals modifica la ecuación de los gases ideales, tomando en cuenta. El volumen finito de las partículas y las fuerzas atractivas entre las partículas del gas. .Por lo general, la ecuación de Van der Waals, se fundamenta en términos de 2 constantes, y fue presentada en 1873 como un perfeccionamiento semiteórico de la ecuación de gas idea, la ecuación queda expresa en forma matemática de la siguiente forma, que hay que tener en cuenta, ya que sirve de base para otras ecuaciones.

La Ec. de Van der Waals es:

(P+am/V ̂^2 )(V ̂-bm)=RT

b.- Ecuación de Berthelot Esta ecuación fue propuesta en 1899, y es válida para altas presiones. La ecuación es:

c.- Ecuación de Estado de Rellich- Kwong (RK) El desarrollo moderno de las Ecuaciones Cúbicas de Estados. Comenzó en 1949 con la publicación de la Ecuación de Rellich- Kwong Esta ecuación representa una modificación a la Ecuación de Van der Waals. Esta ecuación también contiene dos constantes y pueden determinarse a partirde la presión y temperatura crítica. No obstante, la ecuación R-K es más exacta y tiene una mayor aplicación. Se escribe de la siguiente manera:

[P+am/(√T V ̂(V ̂-bm) )](V ̂-bm)=RT

Las constantes 0,42748 y 0,08664 son conocidas en la literatura bajo el símbolo de a y b, respectivamente

d.- Ecuación de Estado de Soave- Redkich- Kwong (SRK) Esta ecuación es otra de las modificaciones adicionales realizadas sobre la ecuación de Van der Waals. La ecuación que propone Soave- Redlich- Kwong fue:

En donde el parámetro (aT), conlleva a que no haya mayores problemas en cuanto a los cambios en la temperatura del sistema, ya que el parámetro tendrá un rango de validez, para la temperatura, luego dentro de ese rango se puede considerar que la temperatura permanece constante.

d.- Ecuación de Peng- Robinson (PR) Esta es una ecuación cúbica con respecto al volumen de tipo Van der Walls

[P+at/(V ̂(V ̂+bm)+bm(V ̂-bm) )](V ̂-bm)=RT

Condiciones Críticas Para los Gases

a.- Temperatura Crítica La (TC) es la máxima temperatura a la cual puede licuarse un gas. Lo que indica que es la temperatura por encima de la cual no puede existir el líquido. La (TC) de una sustancia pura es la temperatura máxima en la que pueden coexistir las fases líquidas y vapor en equilibrio.

b.- La

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