Gases relaes e ideales

Gas real: por definición es  un gas con un comportamiento termodinámico que no sigue la ecuación de estado de los gases ideales.

Es decir un gas a elevadas presiones y bajas temperaturas.

Características:

El volumen de las moléculas no es despreciable con respecto al volumen total ocupado por el gas.

Las moléculas están lo suficientemente cercanas para interactuar ( es decir, experimentan fuerzas intermoleculares de atracción y repulsión).

Una forma de medir la desviación de las condiciones ideales es trazar el factor de compresibilidad (z) de un gas, contra la presión:  z=PV/RT

Lo cual nos dice que para un gas ideal z=1 para cualquier valor de P a una T dada, sin embargo los gases reales exhiben dependencia divergente de la presión.

En el límite de P cuando se aproxima a cero, z=1 ; conforme la presión aumenta algunos gases tienen una z<1  lo cual nos dice que son mas fáciles de comprimir que un gas ideal, y si la presión sigue en aumento todos los gases tienen una z>1         lo que nos dice que los gases reales son mas difíciles de comprimir que uno ideal.

Para poder usar la ecuación de los gases ideales en un gas real se tuvo que modificar lo cual resulto en la : Ecuación de Van der Waals

Esta trata de considerar el volumen finito de las moléculas individuales en un gas no ideal y las fuerzas de atracción entre ellas.

Representada por :  [pic 1] donde a y b son valores constantes de varios gases.

a se relaciona con la magnitud de las fuerzas de atracción y b es el tamaño de la molecula.

Otra forma de representar los gases no ideales es a través de varias ecuaciones de estado como:

Ecuación de Dieterici

[pic 2]

Ecuación de Berthelot:

[pic 3]

Ecuación virial general:

[pic 4]

Ecuación de beattie-Bridgeman:

[pic 5]

Ecuación de Benedict-Webb-Rubin

[pic 6]

De las cuales la de Beattie-Bridgeman y la ecuación virial som las más apropiadas para trabajos de presión.

Bibliografía: Fisicoquimica, Gilbert W. Castellan, segunda edición, Pearson.

Fisicoquímica, Rarmond chang, Tercera edición, Mc Graw Hill.

http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-50.htm

Gas ideal:

Es un conjunto de atomos o moleculas que se mueven libremente sin interacciones.

La presión ejercida por el gas se debe a los choques de las moléculas con las paredes del recipiente.

El comportamiento de gas ideal se tiene a bajas presiones en el límite de densidad cero.

Compuesto de partículas puntiformes (de tamaño despreciable) de manera que no pueden realizar movimiento de rotación.

Su fuerza de interacción debe ser nula, es decir, deben estar alejadas para que no haya una fuerza eléctrica.

Hay interacción solo durante las colisiones que son completamente elásticas(conservación de ek), luego de esta colisión entre 2 partículas no hay pérdida de energía en forma de calor.

No interactúan con otros gases.

   Las leyes de Boyle y de Charles pueden cambiarse para proporcionarnos una ley más general que relacione la presión, el volumen, y la temperatura.

[pic 7] y    [pic 8]

Se igualan para obtener una nueva ecuación

[pic 9]

Donde :

[pic 10] el cual su valor va a estar dado a partir de las consideraciones de Avogadro.

Se deduce que en un mol de cualquier sustancia existe el mismo número de moléculas que calcula en 6.023x1023 .

Experimentalmente se comprueba que a 1 atm de presión y a una temperatura de 0ºC ese volumen es 22. 4136 l  (SI 101.325 kPa ; 0ºC, 1 kmol ocupará un volumen de 22.4136 m3 ).

...