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¿Es el vapor de agua un gas ideal?
A presiones por debajo de 10 kPa, el
vapor de agua puede tratarse como un
gas ideal, independientemente de su
temperatura, con error insignificante
(menos del 0.1 por ciento).
A altas presiones, sin embargo, la
hipótesis de gas ideal presenta errores
inaceptables, sobre todo en las
proximidades del punto crítico y la
línea de vapor saturado. En
aplicaciones de aire acondicionado, el
vapor de agua en el aire puede ser
tratado como un gas ideal. ¿Por qué?
En aplicaciones en planta de energía
usando vapor, sin embargo, las
presiones involucradas son muy altas,
por lo tanto, las relaciones de gas ideal
no se deben utilizar.
Porcentaje de error ([|vtabla - videal|/vtabla] 100) involucrados en
el supuesto de que el vapor es un gas ideal, y la región en la que
el vapor puede ser tratada como un gas ideal con menos de 1 por
ciento de error.](https://image.slidesharecdn.com/gases-120414095234-phpapp01/85/Gases-40-320.jpg)
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Gases
Este documento trata sobre los conceptos fundamentales de los cambios de estado y el comportamiento de las sustancias puras. Explica que una sustancia pura puede existir en diferentes fases (sólido, líquido y gaseoso) y que la temperatura y presión de saturación determinan a qué temperatura ocurre un cambio de fase. También describe las leyes de los gases ideales y cómo los gases reales se desvían de este comportamiento ideal, requiriendo ecuaciones de estado más complejas.
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- 2. Sustancia quetiene una composición química fija. Agua, nitrógeno, helio, dióxido de carbono. Mezcla de diferentes elementos o compuestos químicos. Homogénea. Aire Agua – Aceite Agua – Hielo Aire líquido – Aire gaseoso Sustancia pura
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- 9. ESTADO 1 Líquidocomprimido Agua P = 1 atm T = 20 °C Procesos de cambio de fase de sustancias puras ESTADO 2 Líquido saturado Agua P = 1 atm T = 100 °C ESTADO 3 Vapor saturado Vapor a punto de condensarse. Mezcla saturada de líquido – vapor, las fases líquido y vapor coexisten en equilibrio. ESTADO 4 Vapor sobrecalentado Vapor que no está a punto de condensarse.
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- 12. ¿A qué temperaturahierve el agua? Temperatura de saturación TSat Temperatura a la que una sustancia pura cambia de fase Presión de saturación PSat Presión a la que una sustancia pura cambia de fase. P = 1 atm T = 100 ° C P = 500 KPa T = 151.9 ° C ¿De qué depende la temperatura de ebullición? PRESIÓN P = 101.325 KPa T = 100 ° C ¿A qué presión?
- 13. Temperatura y Presión desaturación Temperatura T, ° C Presión P, KPa -10 0.26 -5 0.40 0 0.61 5 0.87 10 1.23 15 1.71 20 2.34 25 3.17 30 4.25 40 7.38 50 12.35 100 101.3 150 475.8 200 1554 250 3973 300 8581 Por ejemplo, la presión del agua al cambiar de fase (hirviendo o condensándose) a 25 ° C es de 3.17 KPa. El agua puede congelarse haciendo caer su presión por debajo de 0.61 KPa.
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- 18. Calor latente Calorlatente: Cantidad de energía absorbida o generada durante el proceso de cambio de fase. La magnitud del calor latente depende de la temperatura o presión a la que el cambio de fase sucede. Agua P = 1 atm CALOR LATENTE DE FUSIÓN DE VAPORIZACIÓN Calor latente de fusión: 333.7 KJ/Kg Calor latente de vaporización: 2257.1 KJ/Kg
- 19. La temperaturay la presión son propiedades dependientes durante el cambio de fase. Tsat = f(Psat) Curva de saturación de líquido - vapor
- 20. Una sustanciaa presión alta hervirá a una temperatura más alta. La presión atmosférica y la temperatura disminuyen con la altura. 1000 m 3° C Elevación (m) Presión atmosférica (KPa) Temperatura de ebullición (° C) 0 101.33 100.0 1000 89.55 96.3 2000 79.50 93.2 5000 54.05 83.0 10000 26.50 66.2 20000 5.53 34.5
- 21. Un líquidono se evapora a menos que absorba energía en una cantidad igual al calor latente de vaporización. Refrigerante 134 a Calor latente de vaporización: 217 KJ/Kg
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- 28. LEY DE BOYLE (ProcesoIsotérmico) http://perso.wanadoo.es /cpalacio/boyle2.htm
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- 37. La ecuación deestado del gas ideal R: constante del gas M: masa molar (kg/kmol) Ru: Constante universal de los gases Diferentes sustancias tienen diferente constante para el gas.
- 38. La relación delgas ideal a menudo no es aplicable a gases reales; así que se debe ser cuidadoso al usarla. Masa = Masa molar Número de moles Ideal gas equation at two states for a fixed mass Los gases reales se comportan como un gas ideal a bajas densidades (bajas presiones, temperaturas altas). La ecuación de estado del gas ideal
- 39. LEY DE LOSGASES IDEALES n = number of moles R = universal gas constant = 8.3145 J/mol K N = number of molecules k = Boltzmann constant = 1.38066 x 10-23 J/K = 8.617385 x 10-5 eV/K k = R/NA NA = Avogadro's number = 6.0221 x 1023 /mol =0.0821 (l.atm)/(mol.K)
- 40. ¿Es el vaporde agua un gas ideal? A presiones por debajo de 10 kPa, el vapor de agua puede tratarse como un gas ideal, independientemente de su temperatura, con error insignificante (menos del 0.1 por ciento). A altas presiones, sin embargo, la hipótesis de gas ideal presenta errores inaceptables, sobre todo en las proximidades del punto crítico y la línea de vapor saturado. En aplicaciones de aire acondicionado, el vapor de agua en el aire puede ser tratado como un gas ideal. ¿Por qué? En aplicaciones en planta de energía usando vapor, sin embargo, las presiones involucradas son muy altas, por lo tanto, las relaciones de gas ideal no se deben utilizar. Porcentaje de error ([|vtabla - videal|/vtabla] 100) involucrados en el supuesto de que el vapor es un gas ideal, y la región en la que el vapor puede ser tratada como un gas ideal con menos de 1 por ciento de error.
- 41. Factor de compresibilidadZ Un factor que cuantifica la desviación de los gases reales del comportamiento de un gas ideal a una temperatura y presión dadas. Cuanto más lejos de la unidad se encuentre Z, mayor es la desviación del gas de la conducta de gas ideal. Los gases se comportan como un gas ideal a baja densidad (es decir, baja presión y alta temperatura). Pregunta: ¿Cuáles son los criterios de baja presión y alta temperatura? Respuesta: La presión o la temperatura de un gas es alta o baja en relación a su temperatura crítica o de presión. FACTOR DE COMPRESIBILIDAD UNA MEDIDA DE LA DESVIACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE UN GAS IDEAL
- 42. El factor decompresibilidad es la unidad un gas ideal. A muy bajas presiones, todos los gases se aproximan al comportamiento de un gas ideal(independientemente de su temperatura). FACTOR DE COMPRESIBILIDAD UNA MEDIDA DE LA DESVIACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE UN GAS IDEAL
- 43. Comparación del factorZ para varios gases. Temperatura reducida Presión reducida Pseudo- volumen específico reducido Z puede ser determinada utilizando los valores de PR y vR.
- 44. ECUACIONES DE ESTADO RT Pv RT Pv Z Ecuación de estado de gas ideal Factor de compresibilidad http://youtu.be/tN6O6HoHjKE