El documento describe los conceptos de gases ideales y reales, así como las leyes y modelos que rigen el comportamiento de los gases reales, incluidas las leyes de Van der Waals, el modelo virial y la ecuación de estado de Redlich-Kwong. Estas ecuaciones intentan mejorar la descripción del estado gaseoso para altas presiones y temperaturas cercanas al punto de ebullición.

1. GASES REALES.
• KATERIN REALES.
• KATRIN CASSIANIS.
• ANGELA DAZA.

2. QUÈ ES UN GAS?
. Los gases son fluidos altamente compresibles, que experimentan grandes
cambios de densidad con la presión y la temperatura. Los gases tienden a
expandirse todo lo posible por su alta concentración de energía cinética.
Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo
que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras.
Pueden comprimirse fácilmente, debido a que existen enormes espacios vacíos
entre unas moléculas y otras.

3.  Resulta interesante mencionar que es posible distinguir entre un gas ideal y otro
catalogado como real, de acuerdo a los principios que relacionan
su presión, volumen y temperatura.

4. El gas ideal cuyas
moléculas se
encuentran alejadas
así el comportamiento
de una no resulta
afectado por la
presencia de otra.
Baja
densidad
Alta
temperatura
Baja
presión.
El gas real, en cambio,
es aquel que posee
un comportamiento
termodinámico y que
no sigue la misma
ecuación de estado de
los gases ideales.
Presión
elevada
Baja
temperatura

5.  Para entender el comportamiento de los gases reales, lo siguiente
debe ser tomado en cuenta:
 efectos de compresibilidad
 capacidad calorífica específica variable
 fuerzas de Van der Waals
 efectos termodinámicos del no-equilibrio
 cuestiones con disociación molecular y reacciones elementales con
composición variable.

6. LEY DE VAN DER WAALS.
 La ley física de los gases reales, también conocida como ley de Van
der Waals, describe el comportamiento de los gases reales, tratándose
de una extensión de la ley de los gases ideales, mejorando la
descripción del estado gaseoso para presiones altas y próximas al
punto de ebullición.
 La ley de Van der Waals e una ecuación de estado a partir de la ley de
los gases ideales :

7.  El físico holandés, introduce dos valores, asignándoles las letras a y b,
conocidas como constantes de Van der Waals, que depende de la
sustancia que se esté estudiando en cada caso.
 La fórmula de la ley de Van der Waals, es:

8.  La ley de Van der Waals también permite entender bien los procesos de
condensación de los gases, existiendo para casa gas una temperatura, Tc,
conocida como temperatura critica, la cual representa la frontera del paso a
la condensación:
 para T > Tc, no se puede condensar el gas.
 Para T< Tc, es posible condensar el gas si éste se comprime a una presión
adecuada, que es más baja cuanto más baja es la temperatura.

10. Modelo virial.

11.  Aunque generalmente no es la ecuación de estado más conveniente, la
ecuación del Virial es importante dado que puede ser obtenida directamente
por mecánica estadística. Si se hacen las suposiciones apropiadas sobre la
forma matemática de las fuerzas intermoleculares, se pueden desarrollar
expresiones teóricas para cada uno de los coeficientes. En este
caso B corresponde a interacciones entre pares de moléculas, C a grupos de
tres, y así sucesivamente en el nuevo estado.

12. MODELO DE REDLICH–KWONG.
 En la física y termodinámica, la ecuación de estado Redlich-Kwong es una ecuación
algebraica empírica que relaciona temperatura, presión, y volumen de los gases. Es
generalmente más precisa que la ecuación de Van der Waals y los gases Ideales a
temperaturas arriba de la temperatura critica.
 Fue Formulada por Otto Redlich y Joseph Neng Shun Kwongen 1949 demostró que
una ecuación de estado cúbica de dos parámetros bien podría reflejar la realidad
en muchas situaciones.
 La ecuación Redlich-Kwong ha sufrido muchas revisiones y modificaciones, a fin de
mejorar su precisión en términos de predecir las propiedades de más compuestos
en fase gas, tanto como mejorar simulaciones de condiciones a temperaturas bajas,
incluyendo el equilibrio vapor-liquido.

14.  Las constantes son diferentes dependiendo del gas que se esté analizando.
Las constantes pueden obtener calculándose a partir de los datos del punto
crítico del gas:

15.  La ecuación Redlich-Kwong es adecuada para cálculos de propiedades en
fase gas cuando la relación de las presiones de la presión critica (presión
reducida) es menor que aproximadamente un medio de la relación de la
temperatura critica (temperatura reducida):

16.  La ecuación Redlich-Kwong también puede representarse como una
ecuación de el factor de compresibilidad de un gas, como una función
de temperatura y presión.

17.  Esta ecuación solamente da Z implícitamente como una función de
presión y temperatura, pero es fácil resolver numéricamente,
originalmente por interpolación gráfica, o ahora, más fácil por
computadora.
 Para todos los gases Redlich-Kwong:

18.  La ecuación Redlich-Kwong fue desarrollada con la intención de que también
fuera aplicada a mezclas de gases. En una mezcla, el término b, representa el
volumen de las moléculas, es un promedio de los valores b de los componentes,
ponderado por las fracciones mol:

19.  La constante que representa las fuerzas de atracción, a, no es lineal con
respecto a la fracción mol, pero más bien depende del cuadrado de las
fracciones mol. Es decir:

20. Generalmente se asume que la atracción de los términos cruzados es
la media geométrica de los términos individuales, es decir: