TERMODINAMICA.

TERMODINÁMICA Y BIOENERGÉTICA ZAYIRIS DE ORO ZABALA LAUREN BONETT AMAYA Prof. Diego F. Tirado, PhD

PROPIEDADES VOLUMÉTRICAS DE FLUIDOS PUROS: CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA GASES

EMPEZAR

Las correlaciones generalizadas tienen un uso muy extendido. Las más populares son las desarrolladas por Pitzer y colaboradores para el factor de compresibilidad Z y para el segundo coeficiente virial B.

*Ecuación de Estado de los Gases Ideales. *Desviación del comportamiento ideal.

CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA GASES

La correlación para Z toma la forma: Z = Z0 + wZ1 Z: Factor de compresibilidad Z0: Valor base o estimado w: Factor de ajuste Z1: Constante Donde Z0 y Z1 son funciones complejas de Tr y Pr. Los valores de Z0 y Z1 pueden ser leídos en tabla para diversos valores de Tr y Pr desarrollada por Lee-Kesler.

Correlaciones de Pitzer para el factor de compresibilidad

La naturaleza tabular de la correlación generalizada del factor de compresibilidad es una desventaja, pero la complejidad de las funciones ZO y ZI impide su representación exacta mediante ecuaciones sencillas. Sin embargo, es posible dar una expresión analítica aproximada de estas funciones para un intervalo limitado de presiones. La base para esto es la ecuación siguiente ecuacion, la forma más simple de la ecuación virial:

Correlaciones de Pitzer para el segundo coeficiente virial

Al unir las ecuaciones se obtiene:

Así, Pitzer y colaboradores recomiendan una segunda correlación, la cual produce valores para B:

donde B es un segundo coeficiente virial reducido, conocido por:

Los segundos coeficientes viriales son funciones sólo de la temperatura, y de manera similar BO y B1 son funciones sólo de la temperatura reducida.

Al comparar esta ecuación con la se obtienen las identificaciones siguientes:

La información precisa para los terceros coeficientes viriales es bastante más escasa que para los segundos coeficientes viriales. No obstante, aparecen en la literatura correlaciones generalizadas para los terceros coeficientes viriales. La ecuación puede escribirse:

Correlaciones para el tercer coeficiente virial

Una correlación tipo Pitzer para C Se escribe:

donde el segundo coeficiente virial reducido está definido por la ecuación y el tercer coeficiente virial reducido se define como:

donde p = l/V es la densidad molar. Al volverse a escribir en forma reducida, esta ecuación se convierte en:

Aquí, la expresión para C1 conocida por Orbey y Vera se reemplaza por una que en términos algebraicos es más simple, pero numéricamente es equivalente:

Una expresión para C0 como una función de temperatura reducida la dan Orbey y Vera:

• Bajas presiones
• Altas temperaturas
• Gases monoatómicos y diatómicos
• Volumen elevado en relación de gas
• No se producen cambios químicos

Con frecuencia surge la pregunta acerca de cuándo la ecuación del gas ideal puede utilizarse como una aproximación razonable a la realidad.

Condiciones de validez aproximada de la ecuación del gas ideal

Ejemplo. Determine el volumen molar de n-butano a 510 K Y 25 bar mediante: a) La ecuación del gas ideal. b) La correlación generalizada del factor de compresibilidad. c) La ecuación (3.61) con la correlación generalizada para B. d) La ecuación (3.68) con las correlaciones generalizadas para B y C.

Ejemplo Una masa de 500 g de amoniaco gaseoso está contenida en un recipiente de 30 000 cm3 sumergido en un baño a temperatura constante de 65 "C. Calcule la presión del gas mediante: a) La ecuación del gas ideal; b) una correlación generalizada.

Leer

Decir y hacer

05

J.M. Smith, Van Ness, M. Abbott, M. Swihart, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, Eighth Edition, McGraw Hill (2017).

BIBLIOGRAFIA.

¡Muchas gracias!

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