8/10/2019 Ley de Los Estados Correspondientes

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Ley de los estados correspondientes

El teorema de los estados correspondientes o principio de los estadoscorrespondientes) fue establecido por van der Waals en 1873, que indica que todoslos fluidos, cuando se comparan con la misma temperatura reducida y presinreducida, tienen aproximadamente idntico factor de compresibilidad y se desvan delcomportamiento de gas ideal en, ms o menos, el mismo grado.

El ejemplo ms importante es la ecuacin de van der Waals, cuya forma reducida sepuede aplicar a todos los fluidos, tanto los gases como los lquidos puedencaracterizarse por las constantes crticas Tc, Pc, Vc. Una regla til es que el punto deebullicin normal de un lquido en general corresponde a las dos terceras partes de latemperatura crtica. La relacin entre las constantes crticas de dos

sustancias diferentesse encuentra a partir de las ecuacionesque relacionan lasconstantes de van der Waals a y b con las constantes crticas.

Las propiedades de un gas, las cuales dependen de las interacciones moleculares,estn relacionadas a las propiedades crticas del gas en una forma universal ogeneralizada.

En consecuencia, se observa que todos los gases siguen la misma ecuacin de estadocon la precisin de la reaccin de van der Waals cuando no hay constantes arbitrariasespecficas para los gases individuales. Este es un postulado de la ley de los estadoscorrespondientes. Como ilustracin, dos gases que tienen la temperatura y la presinse encuentran en estados reducidos correspondientes y deben ocupar el mismo

volumen reducido.

As se mantiene 1 mol de He a 3.43 x 105 kPa y 15.75 K y 1 mol de CO2 a 110 x 105kPa y 912 K, se encuentran en estados correspondientes (en ambos caso, P/Pc= 1.5 yT/Tc=3) y, por lo tanto, deben ocupar el mismo volumen reducido. Esta ley til sobretodo en el campo de la ingeniera ya que su mbito de valides es suficientementeamplio para diversas aplicaciones. La capacidad de esta ley para predecir elcomportamiento experimental se observa en la figura 1.16 donde la presin reducidase grafica contra el factor de compresin para 10 diferentes gases a diversastemperaturas reducidas.

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Diagrama generalizadoDiagrama Z vs. Pr con isotermas Tr

Esto se expresa mediante las propiedades reducidas:

Los estados correspondientes a las propiedades reducidas de cualquier gas son

iguales.

Los estados correspondientes son reportados en los llamados diagramasgeneralizados.

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Diagrama generalizado en escala logartmica.

Factores z a alta presin

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Factores z a baja presin

Factor de compresibilidad

Es un factor que compensa la falta de idealidad del gas, as que la ley de los gasesideales se convierte en una ecuacin de estado generalizada.

Una forma de pensar en z es como un factor que convierte la ecuacin enunaigualdad.Si s grafica el factor de compresibilidad para una temperatura dadacontra la presin para diferentes gases, se obtienen curvas. En cambio, si lacompresibilidad se grafica contra la presin reducida en funcin de la temperaturareducida, entonces para la mayor parte de los gases los valores de compresibilidad a

las mismas temperatura y presin reducidas quedan aproximadamente en el mismopunto.

http://www.monografias.com/trabajos/discriminacion/discriminacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/discriminacion/discriminacion.shtml

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Que significado tiene un valor Z < 1

Un valor para Z 1 significa que el elemento en cuestin es Real, y no ideal. En estecaso cuando Z < 1 significa que el elemento no es un gas ideal si no real.

Existe un factor Z adimensional, conocido como factor de compresibilidad queestablece la igualdad en la ecuacin de gases para su aplicacin a gases reales.

PV= 1 Gases ideales

RT

Un gas real presenta un comportamiento ideal si P! 0

PV= Z

Gases reales

RT

Factor de compresibilidad generalizado

Un grfico de compresibilidad generalizado representa los valores para los valoresreducidos de las condiciones que presente un gas, estosgrficos pueden ser utilizadospara determinar el valor de Z, con margen de error, el cual suele ser despreciable.

Es importante destacar que estos grficos se presentan con los valores reducidos, lapresin reducida en el eje X, el factor de compresibilidad en el eje Y los valorereducidos de temperatura y volumen. stos son representados por medio de lneascontinuas curvadas para la temperatura. En su mayora en sentido horizontal y

levemente cadas o elevadas. Tambin encontramos lneas que realizan cambiosbruscos debido a las altas temperaturas; para los valores de volmenes reducidosencontramos la representacin mediante la indicacin de lneas segmentadas ensentido vertical y levemente inclinados hacia la derecha. Los valores de estaspropiedades se encuentran indicadas al final de las lneas, tanto en las continuas(temperaturas reducidas) como en las segmentadas (volmenes reducidos).

http://www.monografias.com/trabajos11/estadi/estadi.shtml#METODOShttp://www.monografias.com/trabajos11/estadi/estadi.shtml#METODOS

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El factor Z depende de la presin.

Factores Z a T=298.15 K

Factor de compresibilidad

Z = Z0 +"Z1

Con:

" = #1.0 # log Pr

Tr = 0.7

": Factor acntrico de Pitzer

Considera la no esfericidad o asimetra de las molculas.

" = 0, para gases ligeros, e.g. gase nobles

Valores de " pueden encontrarse tabulados junto a las propiedades crticas.

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Factor de compresibilidad en el punto crtico

El factor de compresibilidad en el punto crtico, que se define

como (donde el subndice indica elpunto crtico)es predicho pormuchas ecuaciones de estado como una constante independiente de lasustancia;porejemplo, la ecuacin de van der Waals predice un valor de 3/8 = 0,375.

Ejercicios:

Cierto gas se encuentra en un recipiente de 10 lits. A 134atm.Y 20oC. El gas seexpande hasta un volumen de 20 lits. A la presin de 50 atm. Determine la temperaturaa la cual deber someterse.

Pc=33,5

Tc=195oK

Datos:

T=20oC Tc=195oK

P=134 atm Pc=33,5 atm

V=10 ltd.

http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_cr%C3%ADtico_(termodin%C3%A1mica)http://es.wikipedia.org/wiki/Sustanciahttp://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sustanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_cr%C3%ADtico_(termodin%C3%A1mica)