El documento trata sobre la fisicoquímica. Explica que la fisicoquímica aplica los métodos de la física al estudio de sistemas químicos desde un punto de vista microscópico y macroscópico. También cubre cuatro áreas principales: termodinámica, química cuántica, mecánica estadística y cinética. Finalmente, proporciona más detalles sobre conceptos termodinámicos como sistemas, propiedades intensivas y extensivas, y leyes
1) El documento describe métodos para resolver ecuaciones diferenciales de orden superior, incluyendo ecuaciones lineales y no lineales, homogéneas y no homogéneas.
2) Explica que para ecuaciones lineales existe una solución única si los coeficientes son continuos. También introduce conceptos como conjunto fundamental de soluciones y wronskiano.
3) Presenta el método de reducción de orden para encontrar una segunda solución a partir de una solución conocida.
Este documento presenta una serie de ejercicios de termodinámica relacionados con propiedades del agua y sustancias puras. En la primera sección, se pide completar tablas con propiedades del agua a diferentes condiciones y resolver ejercicios utilizando estas tablas. En la segunda sección, se plantean problemas sobre carga de un sistema de refrigeración con refrigerante R134a, determinando la masa y fracción de líquido en diferentes condiciones.
Este documento introduce los procesos de transporte molecular como la transferencia de masa, momento lineal y energía térmica a través de fluidos y sólidos. Explica los procesos fundamentales de difusión molecular, incluyendo la ley de Fick, y presenta ejemplos como la evaporación y difusión. También cubre casos específicos como la difusión de gases y la difusión de una sustancia a través de otra inerte.
Este documento contiene 15 problemas resueltos relacionados con fenómenos de transporte de calor, incluyendo cálculos de espesores de revestimiento, temperaturas en superficies de tuberías, tasas de transferencia de calor y coeficientes de transferencia. Los problemas abarcan diversos escenarios como chimeneas, intercambiadores de calor, condensadores y biorreactores. El documento proporciona las ecuaciones y datos necesarios para resolver cada problema.
TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN-CONDUCCIÓN LINEAL EN MULTIPLES CAPASEdisson Paguatian
El estudiante a través de esta presentación puede resolver problemas de conducción lineal en estado estacionario en diferentes configuraciones geométricas: cilindros, esferas y paredes en serie y paralelo
Ciclos de potencia de vapor y combinados-termodinamicaYanina C.J
Este documento describe ciclos de potencia de vapor y combinados. Explica el ciclo Rankine ideal, incluyendo sus cuatro procesos y análisis de energía. Luego analiza desviaciones de ciclos reales respecto al ideal y formas de mejorar la eficiencia, como recalentamiento y mayor presión en la caldera. Finalmente, introduce ciclos combinados de gas y vapor, resumiendo sus ventajas sobre ciclos individuales. Incluye ejemplos numéricos para ilustrar conceptos.
Calculo del tiempo de descarga de tanques y recipientesTania Gamboa Vila
El documento explica cómo calcular los tiempos de descarga de tanques y recipientes mediante el uso de ecuaciones matemáticas. Presenta ecuaciones para calcular los tiempos de descarga de tanques cilíndricos verticales con y sin cañería asociada, y discute cómo las pérdidas de carga afectan los tiempos de descarga. También resume cómo los tiempos de descarga varían para recipientes con áreas transversales constantes y variables, como esferas, cilindros horizontales y cónicos.
El documento describe las aletas de transferencia de calor, incluyendo su definición como superficies que transfieren calor por conducción a lo largo de su geometría y por convección con su entorno. Explica que las aletas se usan para mejorar la transferencia de calor cuando el coeficiente de convección es bajo, aumentando el área de superficie. También resume los tipos comunes de aletas, sus materiales, efectividad, eficiencia y aplicaciones como en radiadores, refrigeradores y motores.
1) El documento describe métodos para resolver ecuaciones diferenciales de orden superior, incluyendo ecuaciones lineales y no lineales, homogéneas y no homogéneas.
2) Explica que para ecuaciones lineales existe una solución única si los coeficientes son continuos. También introduce conceptos como conjunto fundamental de soluciones y wronskiano.
3) Presenta el método de reducción de orden para encontrar una segunda solución a partir de una solución conocida.
Este documento presenta una serie de ejercicios de termodinámica relacionados con propiedades del agua y sustancias puras. En la primera sección, se pide completar tablas con propiedades del agua a diferentes condiciones y resolver ejercicios utilizando estas tablas. En la segunda sección, se plantean problemas sobre carga de un sistema de refrigeración con refrigerante R134a, determinando la masa y fracción de líquido en diferentes condiciones.
Este documento introduce los procesos de transporte molecular como la transferencia de masa, momento lineal y energía térmica a través de fluidos y sólidos. Explica los procesos fundamentales de difusión molecular, incluyendo la ley de Fick, y presenta ejemplos como la evaporación y difusión. También cubre casos específicos como la difusión de gases y la difusión de una sustancia a través de otra inerte.
Este documento contiene 15 problemas resueltos relacionados con fenómenos de transporte de calor, incluyendo cálculos de espesores de revestimiento, temperaturas en superficies de tuberías, tasas de transferencia de calor y coeficientes de transferencia. Los problemas abarcan diversos escenarios como chimeneas, intercambiadores de calor, condensadores y biorreactores. El documento proporciona las ecuaciones y datos necesarios para resolver cada problema.
TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN-CONDUCCIÓN LINEAL EN MULTIPLES CAPASEdisson Paguatian
El estudiante a través de esta presentación puede resolver problemas de conducción lineal en estado estacionario en diferentes configuraciones geométricas: cilindros, esferas y paredes en serie y paralelo
Ciclos de potencia de vapor y combinados-termodinamicaYanina C.J
Este documento describe ciclos de potencia de vapor y combinados. Explica el ciclo Rankine ideal, incluyendo sus cuatro procesos y análisis de energía. Luego analiza desviaciones de ciclos reales respecto al ideal y formas de mejorar la eficiencia, como recalentamiento y mayor presión en la caldera. Finalmente, introduce ciclos combinados de gas y vapor, resumiendo sus ventajas sobre ciclos individuales. Incluye ejemplos numéricos para ilustrar conceptos.
Calculo del tiempo de descarga de tanques y recipientesTania Gamboa Vila
El documento explica cómo calcular los tiempos de descarga de tanques y recipientes mediante el uso de ecuaciones matemáticas. Presenta ecuaciones para calcular los tiempos de descarga de tanques cilíndricos verticales con y sin cañería asociada, y discute cómo las pérdidas de carga afectan los tiempos de descarga. También resume cómo los tiempos de descarga varían para recipientes con áreas transversales constantes y variables, como esferas, cilindros horizontales y cónicos.
El documento describe las aletas de transferencia de calor, incluyendo su definición como superficies que transfieren calor por conducción a lo largo de su geometría y por convección con su entorno. Explica que las aletas se usan para mejorar la transferencia de calor cuando el coeficiente de convección es bajo, aumentando el área de superficie. También resume los tipos comunes de aletas, sus materiales, efectividad, eficiencia y aplicaciones como en radiadores, refrigeradores y motores.
El documento resume conceptos clave sobre velocidad de reacción y estequiometría, incluyendo: 1) La constante de velocidad y la ecuación de Arrhenius; 2) El orden de una reacción y ejemplos de leyes de velocidad; 3) Reacciones reversibles y cómo formular leyes de velocidad para ellas. Se incluyen varios ejercicios para aplicar estos conceptos.
Este documento trata sobre la conducción de calor en régimen transitorio. Explica conceptos como el número de Biot y aplicaciones de sistemas concentrados. Presenta el análisis de un termopar esférico y discute modelos matemáticos de conducción unidimensional. También cubre temas como la conducción en sólidos semiinfinitos y el contacto entre sólidos, resolviendo ejercicios numéricos como ejemplos.
Este documento presenta un ejercicio sobre la transferencia de calor por conducción a través de una ventana de vidrio. Se pide calcular (a) la tasa de transferencia de calor en W, (b) la cantidad de calor transferida en kJ durante 5 horas, y (c) la cantidad de calor transferida si el espesor del vidrio fuera 1 cm en lugar de 0,5 cm. El documento explica cómo aplicar la ley de Fourier para resolver cada parte del ejercicio.
Este documento describe los procedimientos para probar hipótesis estadísticas para una muestra. Explica conceptos como hipótesis nula y alternativa, errores tipo I y II, y valores p. Luego detalla los procedimientos para probar hipótesis sobre una media, proporción y varianza poblacional utilizando estadísticos como z, t y chi cuadrado e incluye ejemplos ilustrativos.
Este documento describe la distribución normal y sus propiedades, incluyendo que tiene forma de campana, es simétrica, y todas sus medidas de tendencia central son idénticas. También explica cómo transformar datos a una distribución normal estandarizada, calcular probabilidades utilizando z-scores y puntajes t, y estimar intervalos de confianza para la media poblacional.
Este documento contiene varios ejemplos resueltos relacionados con la cinética de reacciones químicas. El Ejemplo 2.1 presenta un mecanismo de reacción propuesto para la descomposición térmica de la acetona y resuelve las ecuaciones cinéticas para obtener la expresión de la velocidad y la energía de activación global. El Ejemplo 2.2 calcula la energía de activación para la descomposición del NO2 a partir de datos experimentales. El Ejemplo 2.3 analiza un mecanismo de reacción para
El documento describe las pérdidas de energía que ocurren en tuberías debido a accesorios como codos, válvulas y cambios de sección. Explica que las pérdidas menores ocurren localmente en estos puntos y son proporcionales al cuadrado de la velocidad. También analiza las pérdidas que ocurren específicamente en expansiones, contracciones, salidas de tubería y durante el paso a través de válvulas y codos.
Principios de los procesos químicos (Hougen et al, tomo 1)Cursos Jsr
La pandemia de COVID-19 ha tenido un impacto significativo en la economía mundial. Muchos países experimentaron fuertes caídas en el PIB y aumentos en el desempleo debido a los cierres. Ahora, a medida que se levantan las restricciones, la recuperación económica será gradual a medida que los consumidores y las empresas se readaptan a la nueva normalidad.
El documento presenta un resumen sobre diagramas de fase para sistemas de dos y tres componentes. Explica la regla de las fases de Gibbs, los diferentes tipos de equilibrios que pueden presentarse en un diagrama de fase binario como equilibrio líquido-vapor, líquido-líquido y sólido-líquido. También introduce conceptos básicos sobre diagramas de fase ternarios como el triángulo de concentraciones y los diferentes tipos de sistemas ternarios con y sin solución sólida.
1. El documento presenta fórmulas para convertir unidades de temperatura y presión. También incluye ejemplos de problemas de física resueltos que involucran conceptos como masa, fuerza, densidad y calor específico.
2. Se resuelven 8 problemas que calculan cantidades como la masa de un hombre en la Luna, el peso del aire en un recinto, y la aceleración de una piedra lanzada hacia arriba.
3. Las conversiones de unidades incluyen pasar de grados Celsius a Kelvin, libras-fuerza
Este documento presenta el tema 4 de introducción a la ingeniería química. Explica los balances de materia, incluyendo la ecuación general de conservación de materia y el método general para resolver problemas de balances. También incluye ejemplos de balances de materia en procesos simples sin o con reacciones químicas.
La primera ley de la termodinámica establece que para un sistema cerrado, el cambio en la energía total (ΔE) es igual a la cantidad de calor (Q) que entra al sistema menos el trabajo (W) realizado por el sistema. La energía total incluye la energía interna (U) del sistema, que es la suma de todas las energías microscópicas. La primera ley también se puede expresar como un cambio en la energía interna (ΔU) igual al calor (Q) menos el trabajo (W).
El documento define un volumen de control como un espacio arbitrario delimitado por una superficie cerrada para estudios termodinámicos. Explica que la masa dentro del volumen cambia debido a los flujos de entrada y salida. También cubre procesos de estado estable e uniforme, y define el calor específico a presión y volumen constantes en términos de la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de una unidad de masa.
El documento describe la transferencia de calor transitoria en sólidos. Explica que la temperatura de un cuerpo varía con el tiempo y la posición. Luego, analiza sistemas concentrados donde la temperatura se mantiene uniforme, y presenta ecuaciones para describir cómo cambia la temperatura de un cuerpo con el tiempo. Finalmente, analiza la conducción de calor transitoria unidimensional en paredes planas, cilindros y esferas.
La segunda ley de la termodinámica establece que los procesos espontáneos involucran un aumento en la entropía del universo. La entropía es una medida del desorden en un sistema y aumenta en los procesos irreversibles. Las máquinas térmicas no pueden transferir calor de un cuerpo frío a uno caliente sin realizar trabajo.
La psicrometría estudia las propiedades termodinámicas del aire atmosférico, especialmente las mezclas de aire y vapor de agua. Consiste en dos componentes: aire seco y vapor de agua. Sus aplicaciones incluyen control climático, sistemas de refrigeración y almacenamiento. Propiedades como la temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo húmedo, punto de rocío, humedad absoluta y relativa se calculan usando métodos analíticos y el diagrama psicrométrico.
Apuntes sobre flujo en tuberías con ejemplosNicolasBogado4
Este documento describe el flujo de fluidos en tuberías. Explica que la velocidad del fluido varía a través de la sección transversal de la tubería, siendo mayor en el centro y nula en las paredes debido a la condición de no deslizamiento. También distingue entre flujo laminar y turbulento, y explica que el número de Reynolds determina el régimen de flujo. Por último, analiza ejemplos numéricos de cálculo de caudales y pérdidas de carga para flujo laminar en tuberías horizontales e inclinadas
La termodinámica comenzó en 1650 con Otto von Guericke y su bomba de vacío. En 1656, Boyle y Hooke crearon la bomba de aire y formularon la ley de Boyle. En 1798, se demostró la conversión del trabajo mecánico en calor. En 1847, Joule formuló la ley de conservación de la energía. La termodinámica moderna surgió con los trabajos de Carnot, Rankine, Clausius y Thomson en la primera mitad del siglo XIX.
Este documento describe la absorción de gases, que es la separación de componentes gaseosos mediante disolución en un líquido. Explica que cuando un gas se absorbe en un líquido, se establece un equilibrio dinámico entre las moléculas que pasan a la disolución y las que retornan a la fase gaseosa. La solubilidad de un gas depende de factores como la temperatura, presión parcial y concentración en el líquido. Se dan ejemplos numéricos para ilustrar el cálculo de equilib
1) El documento discute los conceptos básicos de la termodinámica, incluyendo definiciones de sistema, energía, temperatura y presión.
2) Explica las leyes de los gases ideales de Boyle, Charles, Gay-Lussac y Avogadro y cómo se combinan en la ecuación del gas ideal.
3) Señala que los gases reales se desvían de la idealidad a altas presiones o bajas temperaturas debido a las fuerzas intermoleculares.
La termodinámica describe los estados de equilibrio de los sistemas a nivel macroscópico. Se basa en dos principios: el primero establece que la energía se conserva, y el segundo que los procesos espontáneos producen un aumento de la entropía. La entropía mide el desorden de un sistema y la parte no aprovechable de su energía.
El documento resume conceptos clave sobre velocidad de reacción y estequiometría, incluyendo: 1) La constante de velocidad y la ecuación de Arrhenius; 2) El orden de una reacción y ejemplos de leyes de velocidad; 3) Reacciones reversibles y cómo formular leyes de velocidad para ellas. Se incluyen varios ejercicios para aplicar estos conceptos.
Este documento trata sobre la conducción de calor en régimen transitorio. Explica conceptos como el número de Biot y aplicaciones de sistemas concentrados. Presenta el análisis de un termopar esférico y discute modelos matemáticos de conducción unidimensional. También cubre temas como la conducción en sólidos semiinfinitos y el contacto entre sólidos, resolviendo ejercicios numéricos como ejemplos.
Este documento presenta un ejercicio sobre la transferencia de calor por conducción a través de una ventana de vidrio. Se pide calcular (a) la tasa de transferencia de calor en W, (b) la cantidad de calor transferida en kJ durante 5 horas, y (c) la cantidad de calor transferida si el espesor del vidrio fuera 1 cm en lugar de 0,5 cm. El documento explica cómo aplicar la ley de Fourier para resolver cada parte del ejercicio.
Este documento describe los procedimientos para probar hipótesis estadísticas para una muestra. Explica conceptos como hipótesis nula y alternativa, errores tipo I y II, y valores p. Luego detalla los procedimientos para probar hipótesis sobre una media, proporción y varianza poblacional utilizando estadísticos como z, t y chi cuadrado e incluye ejemplos ilustrativos.
Este documento describe la distribución normal y sus propiedades, incluyendo que tiene forma de campana, es simétrica, y todas sus medidas de tendencia central son idénticas. También explica cómo transformar datos a una distribución normal estandarizada, calcular probabilidades utilizando z-scores y puntajes t, y estimar intervalos de confianza para la media poblacional.
Este documento contiene varios ejemplos resueltos relacionados con la cinética de reacciones químicas. El Ejemplo 2.1 presenta un mecanismo de reacción propuesto para la descomposición térmica de la acetona y resuelve las ecuaciones cinéticas para obtener la expresión de la velocidad y la energía de activación global. El Ejemplo 2.2 calcula la energía de activación para la descomposición del NO2 a partir de datos experimentales. El Ejemplo 2.3 analiza un mecanismo de reacción para
El documento describe las pérdidas de energía que ocurren en tuberías debido a accesorios como codos, válvulas y cambios de sección. Explica que las pérdidas menores ocurren localmente en estos puntos y son proporcionales al cuadrado de la velocidad. También analiza las pérdidas que ocurren específicamente en expansiones, contracciones, salidas de tubería y durante el paso a través de válvulas y codos.
Principios de los procesos químicos (Hougen et al, tomo 1)Cursos Jsr
La pandemia de COVID-19 ha tenido un impacto significativo en la economía mundial. Muchos países experimentaron fuertes caídas en el PIB y aumentos en el desempleo debido a los cierres. Ahora, a medida que se levantan las restricciones, la recuperación económica será gradual a medida que los consumidores y las empresas se readaptan a la nueva normalidad.
El documento presenta un resumen sobre diagramas de fase para sistemas de dos y tres componentes. Explica la regla de las fases de Gibbs, los diferentes tipos de equilibrios que pueden presentarse en un diagrama de fase binario como equilibrio líquido-vapor, líquido-líquido y sólido-líquido. También introduce conceptos básicos sobre diagramas de fase ternarios como el triángulo de concentraciones y los diferentes tipos de sistemas ternarios con y sin solución sólida.
1. El documento presenta fórmulas para convertir unidades de temperatura y presión. También incluye ejemplos de problemas de física resueltos que involucran conceptos como masa, fuerza, densidad y calor específico.
2. Se resuelven 8 problemas que calculan cantidades como la masa de un hombre en la Luna, el peso del aire en un recinto, y la aceleración de una piedra lanzada hacia arriba.
3. Las conversiones de unidades incluyen pasar de grados Celsius a Kelvin, libras-fuerza
Este documento presenta el tema 4 de introducción a la ingeniería química. Explica los balances de materia, incluyendo la ecuación general de conservación de materia y el método general para resolver problemas de balances. También incluye ejemplos de balances de materia en procesos simples sin o con reacciones químicas.
La primera ley de la termodinámica establece que para un sistema cerrado, el cambio en la energía total (ΔE) es igual a la cantidad de calor (Q) que entra al sistema menos el trabajo (W) realizado por el sistema. La energía total incluye la energía interna (U) del sistema, que es la suma de todas las energías microscópicas. La primera ley también se puede expresar como un cambio en la energía interna (ΔU) igual al calor (Q) menos el trabajo (W).
El documento define un volumen de control como un espacio arbitrario delimitado por una superficie cerrada para estudios termodinámicos. Explica que la masa dentro del volumen cambia debido a los flujos de entrada y salida. También cubre procesos de estado estable e uniforme, y define el calor específico a presión y volumen constantes en términos de la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de una unidad de masa.
El documento describe la transferencia de calor transitoria en sólidos. Explica que la temperatura de un cuerpo varía con el tiempo y la posición. Luego, analiza sistemas concentrados donde la temperatura se mantiene uniforme, y presenta ecuaciones para describir cómo cambia la temperatura de un cuerpo con el tiempo. Finalmente, analiza la conducción de calor transitoria unidimensional en paredes planas, cilindros y esferas.
La segunda ley de la termodinámica establece que los procesos espontáneos involucran un aumento en la entropía del universo. La entropía es una medida del desorden en un sistema y aumenta en los procesos irreversibles. Las máquinas térmicas no pueden transferir calor de un cuerpo frío a uno caliente sin realizar trabajo.
La psicrometría estudia las propiedades termodinámicas del aire atmosférico, especialmente las mezclas de aire y vapor de agua. Consiste en dos componentes: aire seco y vapor de agua. Sus aplicaciones incluyen control climático, sistemas de refrigeración y almacenamiento. Propiedades como la temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo húmedo, punto de rocío, humedad absoluta y relativa se calculan usando métodos analíticos y el diagrama psicrométrico.
Apuntes sobre flujo en tuberías con ejemplosNicolasBogado4
Este documento describe el flujo de fluidos en tuberías. Explica que la velocidad del fluido varía a través de la sección transversal de la tubería, siendo mayor en el centro y nula en las paredes debido a la condición de no deslizamiento. También distingue entre flujo laminar y turbulento, y explica que el número de Reynolds determina el régimen de flujo. Por último, analiza ejemplos numéricos de cálculo de caudales y pérdidas de carga para flujo laminar en tuberías horizontales e inclinadas
La termodinámica comenzó en 1650 con Otto von Guericke y su bomba de vacío. En 1656, Boyle y Hooke crearon la bomba de aire y formularon la ley de Boyle. En 1798, se demostró la conversión del trabajo mecánico en calor. En 1847, Joule formuló la ley de conservación de la energía. La termodinámica moderna surgió con los trabajos de Carnot, Rankine, Clausius y Thomson en la primera mitad del siglo XIX.
Este documento describe la absorción de gases, que es la separación de componentes gaseosos mediante disolución en un líquido. Explica que cuando un gas se absorbe en un líquido, se establece un equilibrio dinámico entre las moléculas que pasan a la disolución y las que retornan a la fase gaseosa. La solubilidad de un gas depende de factores como la temperatura, presión parcial y concentración en el líquido. Se dan ejemplos numéricos para ilustrar el cálculo de equilib
1) El documento discute los conceptos básicos de la termodinámica, incluyendo definiciones de sistema, energía, temperatura y presión.
2) Explica las leyes de los gases ideales de Boyle, Charles, Gay-Lussac y Avogadro y cómo se combinan en la ecuación del gas ideal.
3) Señala que los gases reales se desvían de la idealidad a altas presiones o bajas temperaturas debido a las fuerzas intermoleculares.
La termodinámica describe los estados de equilibrio de los sistemas a nivel macroscópico. Se basa en dos principios: el primero establece que la energía se conserva, y el segundo que los procesos espontáneos producen un aumento de la entropía. La entropía mide el desorden de un sistema y la parte no aprovechable de su energía.
Este documento describe los conceptos básicos de la termodinámica, incluyendo la definición de un sistema termodinámico, los tipos de sistemas (aislado, cerrado, abierto), las variables termodinámicas que describen el estado de un sistema, y la ecuación de estado de un gas ideal.
1) La termodinámica estudia las transformaciones de energía y sus relaciones con las propiedades de la materia. Incluye conceptos como la generación de energía, refrigeración y las transformaciones entre calor y trabajo.
2) Existen dos enfoques: la termodinámica clásica estudia sistemas de forma macroscópica mediante pocas coordenadas, mientras la estadística necesita muchas coordenadas microscópicas.
3) Los principios de la termodinámica incluyen la conservación de la energía
El documento habla sobre la termodinámica y conceptos relacionados como el calor, la energía y el equilibrio térmico. Explica que la termodinámica estudia los efectos caloríficos de las reacciones químicas y la transferencia de energía como calor entre sistemas y sus alrededores. También define conceptos como la energía interna de un sistema, las diferentes capacidades calóricas, y la ley cero de la termodinámica la cual establece que dos sistemas en equilibrio térmico con un
Este documento explica conceptos básicos de la termodinámica. Define la termodinámica como la rama de la física que estudia los efectos de los cambios de temperatura, presión y volumen en sistemas físicos a nivel macroscópico. Describe los tres tipos de sistemas termodinámicos (abierto, cerrado y aislado) y conceptos clave como propiedades, procesos y leyes de la termodinámica. Finalmente, plantea preguntas sobre los conceptos explicados.
El documento presenta conceptos fundamentales de equilibrio químico. Define equilibrio termodinámico como el estado en que un sistema no experimenta cambios espontáneos ante condiciones externas constantes. Explica que el equilibrio químico ocurre cuando las velocidades de la reacción directa e inversa son iguales, manteniéndose constantes las concentraciones. También introduce la constante de equilibrio Keq en términos de actividades de los reactivos y productos.
El documento presenta conceptos básicos de termodinámica como sistemas, variables de estado, procesos y equilibrio. Explica que un sistema puede ser abierto, cerrado o aislado dependiendo de si puede intercambiar materia y/o energía con el entorno. Las variables de estado como temperatura, presión y volumen caracterizan los estados termodinámicos y se relacionan a través de ecuaciones de estado.
El documento presenta conceptos básicos de termodinámica como sistemas, variables de estado, procesos y equilibrio. Explica que un sistema puede ser abierto, cerrado o aislado dependiendo de si puede intercambiar materia y/o energía con el entorno. Las variables de estado como temperatura, presión y volumen caracterizan los estados termodinámicos y se relacionan a través de ecuaciones de estado.
El documento describe las propiedades de las sustancias puras y los diferentes estados de la materia. Explica que una sustancia pura puede existir en tres fases principales (sólido, líquido y gaseoso) y que la fase depende de factores como la temperatura y la presión. También define conceptos como vapor saturado, vapor húmedo y diferencia entre calor y trabajo.
Este documento introduce los conceptos fundamentales de la termodinámica, incluyendo la energía, el trabajo, el calor y la temperatura. Explica que la termodinámica estudia la energía y sus transformaciones, las cuales están sujetas a leyes generales impuestas por la naturaleza. También define conceptos clave como sistema, propiedades intensivas y extensivas, y estados de equilibrio.
Este documento presenta información sobre termodinámica. Explica conceptos clave como temperatura, calor, energía interna y las tres leyes de la termodinámica. También describe los diferentes estados de la materia (sólido, líquido y gaseoso), los cambios de estado, y procesos termodinámicos como ciclos de Carnot. El documento fue escrito por Teresa Herrera para un grupo de estudiantes de grado 11.
Este documento trata sobre el calor y sus propiedades. Explica que el calor es una transferencia de energía que ocurre de los sistemas con mayor temperatura a los de menor temperatura. Describe los tres mecanismos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación. También explica conceptos como la dilatación lineal, superficial y volumétrica, y resume las leyes de los gases y la teoría cinética molecular. Por último, introduce conceptos básicos de termodinámica como sistema termodinámico, variables termodinámic
ualquier característica de un sistema se denomina propiedad. Algunos ejemplos
son la presión P, la temperatura T, el volumen Vy la masa m. La lista puede ampliarse
hasta incluir algunos menos familiares, como la viscosidad, la conductividad térmica, el módulo de elasticidad, el coeficiente de expansión térmica, la resistividad
eléctrica e incluso la velocidad y la elevación
ENERGÉTICA AVANZADA - 1Conceptos Básicos de Termodinámica.pdfElderMarinoMendozaOr
12. DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES
12.1 Línea de alta tensión y acometida.
La función principal de la red subterránea de Alta Tensión es la de alimentar al
centro de transformación, desde la red eléctrica de la compañía suministradora, la cual
suministra energía al edificio cuando la instalación eléctrica funcione en un régimen
normal de funcionamiento. Esta línea está comprendida entre la Red de Distribución
Publica y el Centro de Transformación.
Se dispone de dos líneas para la acometida subterránea, ambas líneas de
entrada/salida, ya que así lo requiere la compañía suministradora según las Normas
Particulares y Condiciones Técnicas y de seguridad de la empresa distribuidora de
energía eléctrica, Endesa Distribución.
Cada línea se dispondrá con una terna de tres cables unipolares del tipo AL
Voltalene o similar, de aluminio, aislamiento de polietileno reticulado (XLPE), con
sección de 240 mm2 y de pantalla de 16 mm2 (equivalente en cobre) y una tensión de
servicio de 18/30 kV, los cuales van bajo tubo PE de doble capa con pared interior lisa y
160 mm de diámetro, cumpliendo con la norma de Endesa Distribución DND001 y las
especificaciones técnicas de materiales 670002.
Memoria descriptiva
12
FIGURA 12.1: Composición del cable del tipo AL VOLTALENE.
Para la proyección y ejecución de esta red subterránea se ha seguido todo lo
dictado en Reglamento Eléctrico de Líneas de Alta Tensión, más concretamente la
instrucción ITC-LAT-06.
Para la elección de los dispositivos de corte y protección, se tienen en cuenta las
condiciones dadas por el Reglamento Electrotécnico de BT.
La naturaleza de los servicios es de corriente alterna trifásica a 20 kV a una
frecuencia de 50Hz.
En cuanto a las intensidades de cortocircuito que podrá soportar la línea, estas
serán de 16 kA durante 1 segundo (intensidad de cortocircuito térmica), y de 40 kA
(intensidad de cortocircuito dinámica) para el valor de cresta, en redes de AT ante un
cortocircuito entre fases.
12.2 Centro de transformación
La acometida al mismo será subterránea, alimentando al centro mediante una
red de Alta Tensión, y el suministro de energía se efectuara a una tensión de servicio de
20 kV y una frecuencia de 50 Hz, siendo la Compañía Eléctrica suministradora Endesa
Distribución.
12.2.1. Características del material.
El centro de transformación objeto del presente proyecto será de tipo interior,
empleando para su aparellaje celdas prefabricadas bajo envolvente metálica según
norma UNE-EN 60298.
12.2.1.1. Local.
El Centro está ubicado en una caseta independiente destinada únicamente a esta
finalidad.
Memoria descriptiva
13
La caseta será de construcción prefabricada de hormigón tipo EHC-3T1D con
una puerta peatonal de Merlin Gerin, de dimensiones 7,500 x 2,500 y altura útil 2,535
mm., cuyas características se describen en esta memoria.
El acceso al C.T. esta restringido al personal de la Compañía Eléctrica
suministradora y al personal de mantenimiento especialmente autorizado. Se dispondrá
Este documento trata sobre la termodinámica y el equilibrio. Explica que la termodinámica estudia los intercambios de energía en procesos físico-químicos y permite estimar las constantes de equilibrio de las reacciones. También describe brevemente la historia del desarrollo de la termodinámica y algunos conceptos clave como la energía interna, el calor, el trabajo y la medición del calor en reacciones químicas.
El documento trata sobre la termodinámica. Explica que la termodinámica estudia los efectos de cambios de temperatura, presión y volumen en sistemas físicos a nivel macroscópico. También define conceptos clave como sistema, alrededores, variables termodinámicas y estado de un sistema. Por último, introduce las leyes de los gases ideales y la ecuación de estado para gases ideales.
Este documento presenta conceptos básicos de termodinámica, incluyendo las tres leyes de la termodinámica. Explica que la primera ley establece la conservación de la energía en sistemas cerrados, mientras que la segunda ley establece que la calidad de la energía se degrada en procesos con transferencia de calor. La tercera ley indica que es imposible enfriar un sistema hasta el cero absoluto en un número finito de etapas. También describe transformaciones termodinámicas como isócoras
Este documento presenta información sobre diferentes conceptos relacionados con la transferencia de calor y los procesos termodinámicos de los gases. Explica brevemente la ley de Charles, la energía interna, la ecuación de Van der Waals, e ilustra procesos como isocórico, isobárico, isotérmico y adiabático. También define los tipos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación.
Este documento presenta conceptos básicos de la termodinámica, incluyendo: 1) la definición de un sistema termodinámico y sus paredes, 2) los tipos de sistemas (aislado, cerrado, abierto), 3) el criterio de signos para calor y trabajo, y 4) la descripción del estado termodinámico y el equilibrio termodinámico. También introduce variables termodinámicas extensivas e intensivas y define procesos termodinámicos cíclicos y cuasiestáticos
Esta presentación nos informa sobre los pólipos nasales, estos son crecimientos benignos en el revestimiento de los senos paranasales o fosas nasales, causados por inflamación crónica debido a alergias, infecciones o asma.
Los enigmáticos priones en la naturales, características y ejemplosalexandrajunchaya3
Durante este trabajo de la doctora Mar junto con la coordinadora Hidalgo, se presenta un didáctico documento en donde repasaremos la definición de este misterio de la biología y medicina. Proteinas que al tener una estructura incorrecta, pueden esparcir esta estructura no adecuada, generando huecos en el cerebro, de esta manera creando el tejido espongiforme.
Procedimientos para aplicar un inyectable y todo lo que tenemos que hacer antes de aplicarlo, también tenemos los pasos a seguir para realzar una venoclisis.
4. Introducción
❖La química trata de la materia y sus
transformaciones, mientras la física concierne la
energía y sus transformaciones.
❖No es posible pensar en una distinción precisa
entre ambos puntos de vista, debido a que en
muchos problemas tanto la física como la
química tienen que ver con interacciones entre
la materia y la energía, constituyendo estos
problemas en la base fundamental de estudio de
la fisicoquímica.
5. Principles of physical chemistry
Samuel H. Maron and Carl F. Prutton
❖El propósito de la fisicoquímica es,
primero, coleccionar los datos apropiados
requeridos para definir las propiedades de
los gases, líquidos, sólidos, disoluciones y
dispersiones coloidales; para sistematizarlos
en leyes y darles un fundamento teórico.
6. Physical Chemistry - Ira N. Levine (1978)
❖La fisicoquímica aplica los métodos de la física al
estudio de los sistemas químicos.
❖Un sistema químico puede estudiarse ya sea
desde un punto de vista microscópico o
macroscópico.
❖El punto de vista microscópico hace uso
explicito del concepto de molécula, mientras que
el macroscópico estudia las propiedades de gran
escala de la materia (volumen, presión,
composición).
7. ❖Podemos dividir a la fisicoquímica en cuatro
áreas principales:
Termodinámica
Química cuántica
Mecánica estadística
Cinética
La termodinámica es una ciencia macroscópica
que estudia las interrelaciones entre las variadas
propiedades de equilibrio de un sistema.
La aplicación de la mecánica cuántica al estudio
de la estructura atómica, el enlace químico y la
espectroscopia nos da la química cuántica.
8. • Los niveles molecular y macroscópico están
relacionados uno con otro por la rama de la
ciencia llamada mecánica estadística. Ésta nos
permite calcular las propiedades termodinámicas
a partir de las propiedades moleculares.
• La cinética es el estudio de la velocidad a la que
ocurren las reacciones químicas, la difusión y el
flujo de carga en una celda electroquímica.
• La fisicoquímica abarca la estructura de la
materia en equilibrio y los procesos de
cambio químico.
9. Termodinámica
•La termodinámica tiene como objetivo
entender las interrelaciones entre los
fenómenos mecánicos, térmicos y químicos.
•Se define como la ciencia que estudia todas
las transformaciones o conversión de unas
formas de energías en otras y también la
transmisión o transferencia de determinada
clase de energía. Podría decirse que trata del
calor y del trabajo.
10.
11. La Termodinámica se desarrolla a partir de :
▪ Principio Cero: permite definir la temperatura
como una propiedad.
▪ Primer Principio: define el concepto de energía
como magnitud conservativa.
▪Segundo Principio: define la entropía como una
medida de la dirección de los procesos.
▪Tercer Principio: afirma que no se puede alcanzar
el cero absoluto en un número finito de etapas.
Al llegar al cero absoluto, 0 K, cualquier proceso de un
sistema físico se detiene. Al llegar al cero absoluto la
entropía alcanza un valor mínimo y constante.
12. Sistema.- Se considera como cualquier
objeto o cantidad de materia, región, etc.,
cuyas propiedades se están investigando.
El sistema está confinado a un lugar
definido en el espacio por la frontera que
lo separa del resto del universo, el medio
exterior o los alrededores. El sistema más
los alrededores constituyen un universo.
Estos pueden ser sólidos, líquidos,
gaseosos, o la combinación que se quiera.
13. Todo sistema queda limitado por un
contorno, paredes, fronteras o límites del
sistema, que pueden ser reales o
imaginarios. También se llaman superficie
de control.
La frontera separa el sistema del resto del
universo; esta frontera puede ser material o
no. A través de la frontera suceden los
intercambios de trabajo, calor o materia
entre el sistema y su entorno.
14. Sistemas termodinámicos
Entorno
Sistema
Paredes
Q, W, m
Universo
Sistema + entorno = Universo
Los tipos de paredes determinan el tipo de interacción entre
el sistema y el entorno. De esta manera, los sistemas se
pueden agrupan dependiendo del tipo de paredes que
posean.
15. Tipos de Sistemas:
• Sistema abierto.- Existe transferencia de
calor y de materia entre el sistema y los
alrededores.
• Sistema cerrado.- Cuando no existe
transferencia de masa pero si de calor a
través de la frontera.
• Sistema aislado.- Cuando no hay
transferencia de masa ni de calor entre el
sistema y el medio exterior.
17. Propiedades intensivas y extensivas
Las propiedades son de dos tipos:
Propiedad intensiva, es cuando el valor de la
propiedad no cambia según la cantidad de
materia presente. Ej. P, T, X, etc.
Propiedad extensiva, es cuando depende de la
cantidad de materia. Ej.: V, M, S, U, H, A, etc.
La relación entre dos propiedades extensivas
es una propiedad intensiva. Ej.
Densidad=m/v.
18. Cuando las propiedades macroscópicas de un
sistema o las variables que especifican el estado de
un sistema no cambian con el tiempo, se dice que
el sistema se encuentra en equilibrio. Las
propiedades de los sistemas en equilibrio tienen
valores definidos.
Se puede escribir una ecuación para determinada
cantidad de material que describa su estado en
términos de variables independientes. Esta
expresión se llama ecuación de estado.
Equilibrio
19. Estado de un sistema. Un sistema esta en un
estado definido cuando cada una de sus
propiedades tiene un valor determinado.
El cambio de estado. Está definido cuando se
especifican los estados inicial y final.
La trayectoria del cambio de estado se define
especificando el estado inicial, la secuencia de
estados intermedios y el estado final.
Proceso. Es el método de operación mediante
el cual se realiza un cambio de estado.
20. Ley de la distribución barométrica.
“La variación de presión y densidad con la altura”
▪ En el estudio de los gases ideales se supuso
que la presión del gas tiene el mismo valor
en cualquier punto del recipiente. Esta
suposición es correcta solo ante la ausencia
de campos de fuerza.
▪ Se puede decir que, para sistemas gaseosas
de tamaño ordinario, la influencia de la
gravedad es tan insignificante que pasa
desapercibida.
21.
22. •Para un fluido con alta densidad, como un
liquido, el efecto es más pronunciado y la
presión será diferente para diferentes
posiciones verticales en un recipiente.
•Una columna de fluido con sección
transversal A, y a una temperatura
uniforme T, está sujeta a un campo
gravitacional.
•La presión a cualquier altura Z en la
columna esta determinada por la masa
total m del fluido por encima de esa altura.
25. Sabemos que dm = AdZ (6)
Reemplazando (6) en (5)
(7)
En los líquidos, la densidad es independiente de la
presión. La ecuación (7) puede integrarse:
Es la presión hidrostática de un liquido
30. • Esta figura muestra que a mayores
temperaturas, la distribución es más
uniforme que a temperatura más bajas.
• Se concluye esta disminución relativa es la
misma en todas las posiciones de la
columna, por tanto no es importante
donde se elija el origen Z.
31. Problema. La composición aproximada de la
atmósfera a nivel del mar está dada por la siguiente
tabla:
Calcular las presiones parciales, la presión total y la
composición de la atmósfera a 4000 metros de
altura.
(t=250C) 10 km
32. Solución
• A nivel del mar: Z=0, P0=760 mmHg
• Pi0 = Xi0P0 PN02 = 0.7809 x 760 mmHg
33.
34. Gases reales
Introducción
¿Cuándo siguen los gases la ley de los gases ideales y por qué?
¿Qué pasa si queremos estudiar un gas que se comporta de una
forma "no ideal"?
Cuando usamos la ley de los gases ideales hacemos dos
suposiciones:
1. Podemos ignorar el volumen que ocupan las moléculas
imaginarias de los gases ideales.
2. Las moléculas de gas no se atraen ni se repelen entre sí.
Sin embargo, sabemos que en la realidad los gases están
formados de átomos y moléculas que ocupan un
volumen finito, y también interactúan entre sí a través de
fuerzas intermoleculares.
35. A presiones muy altas o a temperaturas muy bajas se
observan en los gases reales, desviaciones considerables
con el comportamiento de los gases ideales.
Para ver la precisión con la que la ley de los gases ideales
describe nuestro sistema es comparar el volumen molar
del gas real, con el volumen molar de un gas ideal a la
misma temperatura y presión. Esta proporción entre los
dos volúmenes se llama factor de compresibilidad (Z).
Por lo tanto, estas desviaciones se pueden expresar
mediante el factor de compresibilidad, Z.
Gases Reales
36. La fig. 3.1 muestra para el H2, Z es mayor que 1.0 a todas las presiones y para el N2 Z es
menor que 1.0 a presiones bajas, pero Z mayor que 1.0 a presiones muy altas.
La fig.3.2 muestra que para aquellos gases que se licuan fácilmente, Z cae rápidamente por
debajo de la línea ideal en la región de bajas presiones.
39. Solo a presiones relativamente bajas (menos de 1 atm) los gases reales se
aproximan al comportamiento ideal del gas (b).
Los gases reales, sin embargo, muestran desviaciones significativas del
comportamiento esperado para un gas ideal, particularmente a altas presiones (a)
40. •Z<1 , se relaciona con las fuerzas de atracción que
prevalecen entre las moléculas de cada gas.
•Para el gas ideal, Z=1 y es independiente de la T y P.
•Cuando Z > 1 , indican el predominio de fuerzas de
repulsión entre las moléculas de gas.
•Un Z < 1 indica que el gas es más comprensible que
un gas ideal.
•El efecto de la temperatura sobre el cambio del
factor de compresibilidad del N2, con la presión se
muestra en la siguiente figura.
41. Todos los gases en el gráfico muestran
un mínimo de Z con respecto a P, si la
temperatura es lo suficientemente baja.
42. Los gases reales también se acercan más estrechamente al
comportamiento ideal del gas a temperaturas más altas, como se
muestra en la Figura paraN2
43. Interacciones Intermoleculares
•El hecho de que los gases se condensen en líquidos
y tengan Z menores que 1, a temperaturas muy
bajas, demuestra que las moléculas de un gas se
atraen unas a otras. A distancias muy cercanas, sin
embargo, las moléculas se repelen entre si, como lo
demuestra el hecho de que Z siempre aumenta, al
aumentar la presión a presiones muy altas.
•Estas atracciones intermoleculares pueden
representarse gráficamente con la energía potencial,
U, de un par de moléculas en funciones de la
distancia r, entre ellas.
44. E = es la profundidad
del mínimo.
= es la distancia a
la cual U es el mínimo.
45. •Al aproximarse, las moléculas la energía potencial
disminuye debido a la atracción mutua, hasta que se
alcanza un mínimo.
•Al juntarse aún más, las moléculas, la energía
potencial aumenta debido a la repulsión.
•La ecuación de Lennord – Jones:
46. Ecuación de Van Der Waals
•Existe un defecto en la ley del gas ideal, es decir,
la predicción de que bajo cualquier presión finita
el volumen del gas es cero a una temperatura
de cero absoluto: Vid = RT/P .
Lo que ocurre es, que al enfriar un gas real este se
licua y finalmente se solidifica; después de la
licuación el volumen no cambia apreciablemente.
•Como las moléculas ocupan algo de volumen, el
volumen actual en el cual las moléculas de gas
pueden moverse es menor que el volumen total.
47. • Se puede escribir : V = b + RT/P (1)
• Según esta ecuación el volumen molar a 0ºK es b
y b es aproximadamente el volumen molar del
liquido o sólido.
• Esta ecuación predice que, al alcanzar la presión
valores infinitos el V se aproxima al valor limite b.
Donde b, es el volumen excluido o covolumen en
una mol de gas.
• Se puede calcular este volumen excluido a
presiones muy bajas de modo que solo pares de
moléculas estén juntas unas a otras.
48.
49.
50. • Como una primera aproximación se puede esperar
que la constante b sea: 4 VMNO donde, NO es el
número de Avogadro.
• La ecuación (1) no explica el hecho de que a
presiones bajas, los gases reales pueden ser más
compresibles que un gas ideal.
La tendencia a ser mas compresible, se debe al
hecho de que las moléculas se atraen entre si.
El problema consiste en modificar la ecuación de
los gases para que tenga en cuenta esas débiles
fuerzas de atracción.
51. • Se considera dos pequeños elementos de
volumen V1 y V2 en un recipiente de gas.
• Supongamos que cada elemento de volumen
contiene 1 molécula; y que la fuerza de atracción
entre los dos elementos es f.
52. • Si se añade otra molécula a V2, manteniendo
constante solo una en V1, la fuerza que actúa entre
los dos elementos es 2f; otra molécula en V2
aumentaría la fuerza a 3f y así sucesivamente. Por
tanto, la fuerza de atracción entre los dos
elementos es proporcional a C2, la concentración
de moléculas en V2. Si se añade el número de
moléculas en V1, manteniendo constante en V2,
entonces la fuerza será doble y triple, etc.
• La fuerza es por lo tanto proporcional a C1 , la
concentración de moléculas en V1.
53. Debido a las fuerzas de
atracción entre las
moléculas, la P es menor
que la ideal.
54.
55. Las isotermas de la ecuación de van der Waals para el oxígeno (en rojo)
junto con las isotermas de un gas ideal (en azul).
56. ▪ Las constantes de Van Der Waals se pueden
calcular por determinaciones experimentales de
P, V y T; ó por medio de las constantes críticas.
Estado crítico:
• Cuando a una sustancia se le suministra o
extrae una cierta cantidad de calor, a nivel
microscópico las interacciones entre sus
moléculas cambian y, dependiendo de su
estado termodinámico, puede encontrarse en
estado sólido, líquido o vapor, o en una
combinación de estos estados.
57. • Las isotermas de un gas real tienen una forma más
compleja que las isotermas de un gas ideal
(hipérbolas), ya que deben dar cuenta de los cambios
de fase que puede experimentar.
• En la figura (α) se han representado las isotermas de
Andrews . Dichas isotermas fueron medidas
experimentalmente, y representan la presión en
función del volumen a distintas temperaturas.
• Los puntos representados con las letras A y B
corresponden respectivamente a los estados vapor
saturado y líquido saturado. Ambos están sobre una
curva (representada en línea punteada)
denominada curva de saturación. Por debajo de ella,
todos los estados son una mezcla de líquido y vapor.
59. • En la figura también se observa que la zona de las
isotermas que se encuentra por debajo de la curva de
saturación es una recta horizontal. Por tanto, cuando el
cambio de fase líquido - vapor se produce a presión
constante, se produce también a temperatura
constante.
• A temperaturas muy bajas, cualquier gas puede ser
licuado aplicándole presión.
• A lo largo de las líneas horizontales el gas y el liquido
coexisten.
• La presión y el volumen de la sustancia que
corresponden al punto crítico se llaman presión crítica y
volumen critico, respectivamente.
61. ▪ Para una sustancia pura el estado crítico se
define: como un estado a una T y P, en el
cual las fases liquida y gaseosa son tan
parecidas, que no pueden existir como fases
separadas.
La temperatura critica de un liquido puro se
obtiene con la T a la cual el menisco que separa las
fases liquida y gaseosa, desaparece al calentar y
reaparece al enfriar.
Es difícil determinar el volumen critico, pero se
obtiene a través de las densidades del liquido y
vapor saturado a temperaturas mas bajas que la Tc.
65. Problema: Un recipiente rígido contiene 14 m3
de vapor de agua saturado en equilibrio con 0.027
m3 de agua líquida saturada a 100ºC, luego se
procede a un calentamiento hasta 140ºC.
Determinar si después del calentamiento
existe liquido y cuál es la fracción en peso del
liquido. Solución.
66.
67.
68. RELACION DE LAS CONSTANTES CRITICAS
CON LAS CONSTANTES DE VAN DER WAALS
▪ Existe una temperatura critica, Tc, para cada gas.
▪ Por encima de esta temperatura, el gas no puede
licuarse aplicando únicamente presión.
▪ El punto crítico es un punto de inflexión, por
tanto las ecuaciones :
Sirven para definir el punto crítico
71. Comparando las constantes de esta ecuación
con los coeficientes de la ecuación (4) en el
punto crítico:
1ra forma: a, b y R en función de Pc, Vc y Tc.
b=Vc/3 , a=3Pc Vc2 , R=8Pc Vc/3Tc
72.
73. La ecuación Virial
Los coeficientes B, C, …. , que son únicamente
función de T, son el segundo, tercero, ….
Coeficientes del virial; se determinan a partir de
medidas experimentales de P_V_T de los gases.
En la siguiente figura se representa el
comportamiento típico de B frente a T.
Ej.: algunos valores de B(T) para el Ar son:
74.
75. La mecánica estadística proporciona ecuaciones
que relacionan los coeficientes del Virial con la
energía potencial de las fuerzas intermoleculares.
Otra forma de la ecuación Virial.
donde B y C son funciones de temperatura y se
le conoce como segundo y tercer coeficientes
viriales.
76. • Una forma equivalente para la ecuación virial
utiliza un desarrollo en series de potencias de P:
Para relacionar los coeficientes B’, C’,……. Con
B , C, ….. De (1).
En (1), reemplazamos (1/V)= (P/ZRT) .
Esta ecuación resultante se compara con (3) y
comparamos los coeficientes de cada potencia ,
para : P 0 , Z=0.
77. • El resultado que se obtiene para los primeros
coeficientes es :
Otra Forma:
Donde A1, A2,….son funciones de la temperatura.
A presiones muy elevadas la ecuación virial ,falla.
78. RELACIÓN ENTRE LA ECUACIÓN VIRIAL Y
LA ECUACIÓN DE VAN DER WAALS
❖La Ecuación de Van der Waals tiene en cuenta
dos factores:
• Primero el efecto del tamaño molecular.
• Segundo el efecto de las Fuerzas
intermoleculares.
❖ Se tiene la ecuación de Van der Waals en la
siguiente forma:
….(1)
79. • Multiplicando la ecuación anterior por (V/RT),
tenemos:
•A presiones bajas (b/V) es pequeño con
respecto a la unidad, el término
•puede desarrollarse en series de potencias:
82. • A presiones bajas podemos expandir a Z en una
serie de potencias de la presión:
• En donde A1, A2, A3… son funciones de la
temperatura.
83. • Igualando la ecuación (5) y (6):
• En el Límite de presión cero y Z= 1
• Repetimos el procedimiento restando A1 de
ambos lados y dividiendo por P la ecuación (7):
84. • Reemplazando A1 en la ecuación anterior.
• Tomando el límite: cuando P→ 0 Y Z= 1 se
tiene:
86. • La pendiente de la curva Z contra P se obtiene
por diferenciación de la ecuación (9) con
respecto a la presión manteniendo constante la
temperatura.
Es la pendiente inicial de Z contra P.
87. • Si b > a/RT, la pendiente es positiva, el efecto
del tamaño caracteriza el comportamiento del gas.
• Si b < a/RT , la pendiente inicial es negativa, el
efecto de las fuerzas de atracción caracteriza el
comportamiento del gas.
88. • Interpretando la figura podemos decir que a 0ºC,
el efecto de las fuerzas de atracción caracteriza el
CH4 y el CO2, mientras que el efecto del tamaño
molecular domina el comportamiento del H2.
• La ecuación (10) muestra, que si T es baja, el
termino a/RT será mayor que b; y la pendiente
inicial de Z contra P será (-); a medida que
aumenta la T, a/RT se hace cada vez mas
pequeño y si la T es lo suficientemente alta,
(a/RT)<b, entonces la pendiente inicial de Z
contra P será (+).
89. • A una temperatura intermedia TB, temperatura
de Boyle, la pendiente inicial es cero.
• Esta condición está dada por la ecuación (11)
cuando
90. • A la TB, la curva Z contra P es tangente a la
curva para el gas ideal a P = 0 y se eleva por
encima.
• Temperatura de Boyle para varios gases
92. • Al imponer la condición de que la isoterma
presenta una inflexión en el punto crítico, es
posible expresar a y b en función de la presión y
temperatura crítica (similar a lo realizado con la
ecuación de Van der Waals). Entonces los
valores de las constantes son :
93. El factor de compresibilidad crítico para esta
ecuación tiene un valor de 0,333 y por lo tanto
no es muy exacta cerca del punto crítico. Sin
embargo, es mucho más exacta que la ecuación
de Van der Waals y da buenos resultados a
presiones altas y temperaturas sobre la
temperatura crítica, llegando a ser tan precisa
como la ecuación de ocho parámetros. Por lo
tanto esta ecuación es muy útil, ya que combina
la simplicidad de una ecuación de dos
parámetros con un alto grado de exactitud.
95. Ecuación de Dieterici
Esta ecuación al introducir el exponencial
"e" mejora bastante la exactitud en las
cercanías del punto crítico, fue propuesta en
1899 tan solo unos pocos años después de
la de van der Waals, y se expresa de la
siguiente manera:
Donde a y b son las constantes de Dieterici.
96. ❖Otra forma de expresar la ecuación de Dieterici.
Donde a y b son las constantes características del
gas o las constantes de Dieterici.
97. Ecuación de Clausius
Es una expresión de tres parámetros propuesta por
Clausius con el fin de mejorar la ecuación de Van
Der Waals y es la siguiente ecuación:
Siendo c una constante que depende del tipo de gas
y se introdujo como consecuencia de incluir la
corrección con la temperatura.
98. Otra forma de la ecuación de Clausius.
Existe una modificación para superar este
problema y consiste en remplazar la constante c
por la b en la expresión original, dando:
99. Esta modificación evita que el parámetro b sea
negativo y predice un valor para Zc de 0.3125.
Por lo tanto, la ecuación original de Clausius tiene
la ventaja que al tener tres parámetros se puede
ajustar mejor a los datos experimentales y predice
un Zc apropiado; sin embargo, tiene la desventaja
que predice valores muy pequeños para el
volumen molar. En cambio la ecuación
modificada, predice valores mucho más acertados
para el volumen molar sin sacrificar
significativamente el valor de Zc.
101. Expresada en función de estas variables, la
ecuación de Van der Waals en su forma
reducida , adopta la forma siguiente:
Esta ecuación sin constantes características recibe
el nombre de ecuación de estado reducida y es la
misma para todos los gases que obedezcan la
misma ecuación f(T,P, V; a, b, c).
102. De esta forma, dos gases diferentes que se
encuentren a la misma distancia relativa de su
punto crítico, tendrán el mismo comportamiento.
Esta es la ley de estados correspondientes.
Aunque esta ley es solo aproximada, resulta de
bastante utilidad.
La relación entre el factor de compresibilidad y
las propiedades reducidas (Tr y Pr) fue hecha
por primera vez por Van der Waals en 1873.
103. Esa relación se conoce como Ley de
Estados Correspondientes.
“Las propiedades de un gas, las cuales
dependen de las interacciones moleculares,
están relacionadas a las propiedades críticas del
gas en una forma generalizada”.
❖Los estados correspondientes son reportados
en los llamados diagramas generalizados.
Este comportamiento para diferentes gases se
muestra en el diagrama siguiente:
104.
105.
106.
107. Gas Pc(atm) Tc (°K)
A 60.20 308.3 113
B 33.05 469.7 313
Determinar: a) El gas que se puede licuar
b) Las constantes a y b de Dieterici con las criticas.
c) Los coeficientes del Virial en términos de las constantes
de Dieterici.