Este documento presenta diferentes ecuaciones de estado y métodos para determinar las propiedades de los fluidos. Discute el uso de ecuaciones virales, cúbicas de estado y correlaciones de Pitzer para describir el comportamiento presión-volumen-temperatura de fluidos puros y mezclas. También explica cómo calcular el equilibrio de fases líquida-vapor usando coeficientes de fugacidad o el nomograma de De Priester para hidrocarburos ligeros.

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria
Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño
Extensión COL sede Ciudad Ojeda
Realizado por:
José Castillo
Ciudad Ojeda 04 SEPTIEMBRE de 2018
Prof. MiriamRodríguez
TERMODINÁMICA II

2. Índice .
Introducción
Propiedades de los fluidos a partir de las ecuaciones virales deestado
Propiedades de los fluidos a partir de ecuaciones cúbicas de estado
Propiedades de los fluidos a partir de las correlaciones de Pitzer
ELVa partir de ecuaciones cubicas de estado
EVLa partir de correlaciones de valor K
Nomogramas De Priester, para valores de K para hidrocarburos ligeros como funciones de P y T.

3. INTRODUCCÓN
Las ecuaciones de estado proporcionan descripciones concisas del comportamiento PVT de los fluidos puros. La
única ecuaciónde estadoutilizadaextensamentees laecuaciónvirialdedostérminos
Una ecuación de estado es la relación que existe entre dos o más propiedades termodinámica. En sistemas de
un componente y de una fase, la ecuación de estado incluirá tres propiedades, dos de las cuales pueden ser
consideradas como independientes. Aunque en principio se podrían plantear relaciones funcionales en que
intervengan tres propiedades termodinámicas cualesquiera, las expresiones analíticas de las relaciones entre
propiedades han sido limitadas casi completamente a la presión, volumen y temperatura.
Debido a la incompleta comprensión de las interacciones intermoleculares, especialmente en los estados
líquido y sólido, han sido utilizados métodos empíricos para desarrollar muchas de las ecuaciones de estado
de uso general.
A lo largo de esta presentación, se mostrara un conjunto de ecuaciones de este estado que permiten
determinar las propiedades de los fluidos mediante especificacionestermodinámicas.

4. Propiedades de los fluidos a partir de las
ecuaciones virales de estado.
Las ecuaciones de estado escritas para mezclas de fluidos son exactamente las mismas
que las ecuaciones de estado presentadas, para fluidos puros. La información adicional
necesaria para la aplicación a mezclas es la dependencia en función de la composición
de los parámetros. Para las ecuaciones viriales, que se aplican sólo a los gases, esta
dependencia está dada por ecuaciones exactas provenientes de la mecánica estadística.
Laexpresión para B,el segundo coeficiente vinal, es:
Como se dispone de métodos generalizados para la evaluación de las Bij. Para una
mezcla binaria, la ecuación

5. Propiedades de los fluidos a partir de las
ecuaciones virales de estado
Cuando el factor de compresibilidad está dado por la ecuación virial de dos
términos:
Se tengan los datos suficientes para evaluar B y dB/dT..Los valores que se requieren de Bij en
la ecuación se pueden determinar a partir de la correlación generalizada para los segundos
coeficientes viriales, de acuerdo con laecuación
Endonde B1,B0 se dan por medio de las ecuaciones, Wij,Tij y Pcij se desprenden de las reglas
de combinación de las ecuaciones. Al diferenciar la ecuación, se obtiene como resultado una
ecuación para dBij/dT, con la cual se determinan los valores requeridos en la ecuación.

6. Como las ecuaciones de estado que son cúbicas en volúmenes molares pueden describir el
comportamiento de ambas fases líquida y de vapor de los fluidos puros.
La aplicación de estas ecuaciones a las mezclas requieren que los parámetros de la ecuación de estado
se expresen como funciones de la composición. No hay una teoría exacta semejante a la de las
ecuaciones viriales que prescriba esta depen- dencia de la composición, la cual de preferencia se
impone por reglas de mezclado empíricas. Para la ecuación deRedlich/Kwong.
Las reglas de mezclado que se han encontrado con uso frecuenteson:

7. Las aij son de dos tipos: los parámetros para especies puras (subíndices iguales) y los parámetros de
interacción (subíndices diferentes). Las son parámetros para las especies puras. Un procedimiento para
la evaluación de los parámetros es una generalización de lasecuaciones.
Unavez que se han determinado a y b para las mezclas mediante las ecuaciones , entonces, para T y P
dadas, se encuentran Z,GI{/RTy Hfí/RTpor medio de las ecuaciones se puede encontrar SR/Rmediante
la ecuación .Elprocedimiento requiere la resolución inicial de las ecuaciones ,con frecuencia mediante
un esquema iterativo, como se ha escrito en conexión con la ecuación para una fase de gas o vapor.

8. Las correlaciones generalizadas del tipo Pitzer proporcionan una alternativa en cuanto al uso de una
ecuación cubica de estado para cl cálculo de las propiedades termodinámicas. No obstante, no existe
base teórica para una extensión general de estas correlaciones a las mezclas. A pesar de ello, Z, como SC
da por
Depende de T,., P,y w, y a menudo se obtienen resultados aproximados con parámetros críticos para la
mezcla y una regla lineal simple de mezclado para el factor acéntrico. Dado que rara vez se conocen los
valores de las propiedades críticas reales TC y PC para las mezclas, se hace uso de los
pseudoparámetros Tpc y Ppc determinados de nuevo por una regla lineal sencilla demezclado.
Las correlaciones de estado correspondiente de tres parámetros sugeridas por Pitzer es que todos los
fluidos tienen el mismo valor de ω poseen el mismo valor de “z” cuando se comparan con valores
idénticos de Tr yPr.

9. Se ha demostrado que las fases a las mismas T yPestán en equilibrio cuando la fugacidad de cada
especie es la misma en todas las fases. Para EVL,este requerimiento se escribe
Unaforma alternativa de la ecuación es el resultado de la introducción del coeficiente de fugacidad,
como se define mediante laecuación
Para el caso especial de las especies puras i, se convierte en:

10. Debido a la funcionalidad compleja de los valores K, los cálculos del EVL requieren, en general,
procedimientos iterativos adecuados sólo para una resolución en computadora. No obstante, en el caso
de mezclas de hidrocarburos ligeros, en las cuales los campos de fuerza molecular son relativamente
poco complicados, se puede suponer como una aproximación razonable que ambas fases, liquida y de
vapor, son soluciones ideales. La ecuación muestra que Øld =Ø y la suposición de las soluciones ideales
reduce la ecuación.
En donde Vles el volumen molar de la especie pura icomo un liquido
saturado. Así, el valor Kestá dado por

11. Uno de los métodos más sencillo de resolución de problemas de equilibrio de fases, es donde se
determina la constante de equilibrio por el Nomograma de De Priester. Esta correlación, permite
contar con efectos promedios de composiciones, pero la base esencial es la ley de Raoult. La leyde
Raoult expresa de K, como funciones simplemente de T y los valores P independientes de las
composiciones de las fases vapor y líquido. Cuando las suposiciones que sirven de fundamento a la ley
de Raoult son apropiadas, permite que los valores de K se calculen y correlacionen como funciones
de T yP. Para mezclas de hidrocarburos ligeros y de otras moléculas simples, en lasque los campos de
fuerza moleculares no son complicados, las correlaciones de esta clase tienen validez aproximada. La
Fig. 4.7 y 4.8, muestra un nomograma para valores de K de hidrocarburos ligeros como funciones de P
y T

14. Si nunca te arriesgas a perder, nunca te
das la oportunidad de ganar