Este documento contiene las respuestas de un alumno llamado Manuel de Jesús Guzmán Guzmán a un cuestionario previo sobre aplicaciones de propiedades de la materia. El cuestionario cubre temas como la definición de un gas ideal, por qué se usan presiones y temperaturas absolutas, y las variables que relacionan a un gas perfecto. También explica conceptos como los procesos isotérmicos, isobáricos, isocóricos y politrópicos, y define el factor de compresibilidad y su aplicación en el modelo matemá

1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO
FES ARAGON
INGENIERIA INDUSTRIAL
MATERIA:
APLICACIONES DE PROPIEDADES DE LA MATERIA
CUESTIONARIO PREVIO 6
ALUMNO:
MANUEL DE JESUS GUZMAN GUZMAN
GRUPO:
1354
1.- ¿ QUE ES UN GAS IDEAL ?
Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas
puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. El concepto
de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases
ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada
mediante la mecánica estadística.
En condiciones normales tales como condiciones normales de presión y

2. temperatura, la mayoría de los gases reales se comportan en forma cualitativa
como un gas ideal. Muchos gases tales como el aire, nitrógeno, oxígeno,
hidrógeno, gases nobles, y algunos gases pesados tales como el dióxido de
carbono pueden ser tratados como gases ideales dentro de una tolerancia
razonable.
2.- ¿ PORQUE SE MANEJAN PRESIONES Y TEMPERATURAS
ABSOLUTAS ?
los gases tienden a mostrar ciertas relaciones simples entre las variables
termodinámicas p,V y T. Esto sugiere el concepto de un gas ideal, uno que
tendra el mismo comportamiento simple, bajo todas las condiciones de
temperatura y presión.
Dado cualquier gas en un estado de equilibrio térmico, podemos medir su
presión p, su temperatura T y su volumen V. Para valores suficientes pequeños
la densidad, los experimentos demuestran que (1) para una masa dada de
gas que se mantiene a temperatura constante, la presión es inversamente
proporcional al volumen (ley de Boyle), y (2) para una masa dada de gas que
se mantiene a presión constante, el volumen es directamente proporcional a la
temperatura (ley de Charles y Gay Lussac). Podemos resumir estos resultados
experimentales por medio de la relación:
una constante (para una masa fija de gas).
3.- ¿CUALES SON LAS VARIABLES QUE RELACIONAN A UN GAS
PERFECTO ?
Presion , volumen y temperatura ademas de la masa molecular y de su
estructura molecular y su composicion si es una mezcla de gases o compuestos
gaseosos.
La independiente es la temperatura , la presión y volumen tu debes
fijar constante alguna de las dos y la que no elijas será la dependiente,
experimentalmente supongamos que lo que mantienes fijo es la presión,
entonces cuando tu hagas variaciones de temperatura el volumen del gas
cambiara; en el caso contrario que fijes el volumen con cambios de temperatura
la presión variara.
4.- ¿CUAL ES EL INDICE POLITROPICO DEL AIRE ?
N = 1.2 , corresponde aproximadamente al valor observado en la atmosfera
terrestre

3. 5.- EXPLICAR EN QUE CONSISTE UN COMPRESOR DE AIRE ?
Los compresores industriales se emplean para que se suscite un aumento
o bien para que se comprima la presión del gas. Se trata de un dispositivo
mecánico que es operado por un motor eléctrico. Lo que se logra a partir
del proceso de compresión del gas (a un volumen bajo) es que se eleve
al mismo tiempo la presión y la temperatura. Pero no tenemos un solo
compresor de gas, hay varios tipos de estos compresores. El reciprocante,
por ejemplo, también conocido en el mercado como un compresor alternativo,
cuenta con pistones y válvulas que se abren y se cierran, logrando que se aspire
el gas y se comprima también. Este compresor tiene en su constitución un motor
eléctrico y es uno de los más frecuentemente usados en el caso de que se
quieran realizar compresiones pequeñas. Lo podemos encontrar, por ejemplo,
en una heladera doméstica.
6.- EXPLICAR EN QUE CONSISTE LO PROCESOS ISOBARICOS ,
ISOCORICOS , ISOTERMICOS Y POLITROPICOS .
Una expansión isobárica es un proceso en el cual un gas se expande (o contrae)
mientras que la presión del mismo no varía, es decir si en un estado 1 del
proceso la presión es P1 y en el estado 2 del mismo proceso la presión es P2,
entonces P1 = P2. La primera ley de la termodinámica nos indica que:
dQ = dU + dW
Un proceso isocórico, también llamado proceso isométrico o isovolumétrico es
un proceso termodinámico en el cual el volumen permanece constante; ΔV = 0.
Esto implica que el proceso no realiza trabajo presión-volumen, ya que éste se
define como:
ΔW = PΔV,
donde P es la presión (el trabajo es positivo, ya que es ejercido por el sistema).
Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al cambio de temperatura
reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio de temperatura
constante en todo el sistema. La compresión o expansión de un gas ideal en
contacto permanente con un termostato es un ejemplo
Un proceso de expansión y compresión de gases donde la presión y el volumen
se relacionen, como sucede a menudo, mediante una ecuación de la forma
Pvn = C
donde n y C son constantes, se denomina proceso politrópico. Así pues, en
un proceso de esta clase, el producto de la presión y la enésima potencia del
volumen es una constante. Dicho de otro modo: si P1 y V1 son la presión y el
volumen en un estado del proceso, y P2 y V2 son la presión y el volumen en otro
estado del proceso,

4. 7.- ELABORAR LOS PROCESOS ANTERIORES EN UN DIAGRAMA DE p-v Y
T-s
8.- ¿QUE ES EL FACTOR DE COMPRESIBILIDAD ?
El Factor de compresibilidad (Z) se define como la razón entre el volumen molar
de un gas real (Vreal) y el correspondiente volumen de un gas ideal (Videal),
Y se utiliza para comparar el comportamiento de un gas real respecto al
establecido por la ecuación de los Gases Ideales. Partiendo de esta definición y
recordando que

5. Sustituyendo en la definición de Z:
Por lo tanto:
Es decir Z representa un factor de corrección para la ecuación de los gases
ideales. Con base en esto se encuentra tres tipos de comportamiento distintos:
●
● Z = 1, comportamiento de Gas Ideal. (altas temperaturas y bajas presiones
●
● Z > 1, gases como el Hidrógeno y Neón, difícilmente compresibles (altas tem
●
● Z < 1, gases como el O2, Argón y CH4, fácilmente
compresibles (bajas temperaturas y altas presiones).
9.- ¿DONDE SE APLICAR EL FACTOR DE COMPRESIBILIDAD (z) ?
Aplicaciones contribuirán a entender mejor la contribución de este parámetro y el
comportamiento real de los gases.
Para estudiar el efecto que se produce sobre la velocidad del fluido imaginemos
que los 100 MM pcdn son conducidos por una tubería de 4” (DI: 4,026”), Al
dividir el caudal del gas entre el área de la tubería nos resultaría una velocidad
de 172,79 pies/seg.
Ello nos obligaría a tomar otro tipo de decisiones, porque a esas condiciones
la velocidad de erosión sería igual a 49,70 pies/seg, lo cual equivaldría destruir
el gasoducto debido a la erosión excesiva que le estamos produciendo. El
incremento sucesivo del diámetro permisible nos llevaría a utilizar, como mínimo,
uno de 8” Std. (DI = 7,981), con el cual la velocidad de la tubería bajaría a
43,97 pies/seg, con una velocidad de erosión de 49,70 pies/seg. Siempre que la
velocidad del gas esté por debajo del límite de velocidad que produce erosión,
10.- ¿ CUAL ES EL MODELO MATEMATICO DE LOS GASES IDEALES CON
EL FACTOR DE COMPRESIBILIDAD ?
PV = zRT

6. P : presion absoluta
V: volumen
z : factor de compresibilidad
R : constante universal de los gases ideales
T : temperatura absoluta