Introducción al Balance Material y Energía
Enviado por monto2435 • 16 de Noviembre de 2018 • 3.263 Palabras (14 Páginas) • 235 Visitas
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Sea 1 el estado inicial del gas y 2 el estado final.
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P1 V1
=
n1 T1
=
T1
P2 V2
n2 T2
T2
Solución para V2:
V2 = V1
P1
T1
= 10.0 ft3
1.00 atm
1070°R
= 8.08 ft3
P2
T2
2.50 atm
530°R
Ejemplo 5-3. Cálculo de la densidad de los gases ideales
¿Cuál es la densidad de N2 a 27°C y 100 kPa en unidades SI?
P V
=
n T
PS VS
NS TS
Resolviendo para (n/V) y obteniendo la densidad:
ρ =
n
× MW =
nS
P
TS
× MW
V
VS
PS
T
ρ =
1 kmol
100 kPa
273 K
28
kg
= 1.123
kg
22.41 m3
101.3 kPa
300 L
kmol
M3
Mezclas ideales de gas y presiones parciales
En una mezcla de gases ideales, la presión parcial de un componente gaseoso es la presión que ejercería ese componente si existiera por sí misma en el mismo volumen ocupado por la mezcla y la misma temperatura de la mezcla.
Pi Vtotal = ni RTtotal
Donde Pi y ni son la presión parcial y el número de moles del componente i.
Para la mezcla de gases:
Ptotal Vtotal = ntotal RTtotal
Dividiendo las dos ecuaciones,
Pi VT
=
ni RTT
o
Pi =
ni
PT = yi PT
PT VT
nT RTT
nT
Según Dalton,
PA + PB + PC + ···· = Ptotal
Ejemplo 5-4. Mezclas de gases ideales y presiones parciales
Un analicé de un gas de combustión tiene 14,0% de CO2, 6,0% de O2 y 80,0% de N2. La mezcla está a una presión de 765 mmHg y a 400°F. Calcular la presión parcial de cada componente.
Pi = yi PT
Componente
yi
Pi (mmHg)
CO2
0.140
0.140 (765) = 107.1
O2
0.060
0.060 (765) = 45.9
N2
0.800
0.800 (765) =612.0.1
Total
1.000
765 mm Hg
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Clase 6.
Relaciones de gases reales
PVT Relación para un Gas Real
Para un gas real,
PV ≠ nRT
El mejor método para obtener la relación PVT para un gas real es a través de la experimentación. En ausencia de datos experimentales, se pueden utilizar los siguientes métodos:
- Gráficos de compresibilidad
- Ecuaciones de Estado
- Propiedades estimadas
Factor de compresibilidad, Z
El factor de compresibilidad es un factor que compensa la no-idealidad del gas.
Utilizando este factor, la ecuación de gas ideal se convierte en una ecuación de gas real:
PV = nZRT
Esto se llama la ecuación generalizada de estado.
El valor de Z puede obtenerse de los gráficos de compresibilidad.
Las propiedades críticas y reducidas
Las sustancias tienen
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