8/16/2019 Emilio Montilla
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO SANTIAGO MARIÑO
IUPSM-MARACAIBO- SEDE LOS OLIVOS
ASIGNATURA: FORMULACIÒN Y EVALUACIÓN DE PROYECTOS
GASES REALES Y GASES IDEALES
Prof!or: R"#$%"&o Por:
Ing. Daniel GonzalezBr. Emilio Montilla C.I:19.341.500
Maracaibo, 25 e Ma!o el 201"
INDICE GENERAL
- I'(ro&)**$+'########################4- D!"rro##o & #" $',!($"*$+'
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./ De$inici%n e Ga& ieal####################....50/ De$inici%n e Ga& real..####################...51/ Ga& real '& Ga& ieal#####################...52/ De$inici%n e (actor e Com)re&ibilia. ############...*
3/ Determinaci%n el $actor e com)re&ibilia &eg+n lo& mtoo&:"/ Mtoo e -taning /atz. ###############..*4/ Mtoo e -taning /atz moi$icao. ##########.11*/ Mtoo e e$racci%n moleclar e E!man. ########11&/ Mtoo e itzer. ###################....15/ Mtoo en ba&e a la Ecaci%n /###########...20f/ Mtoo e arbrog 6all###############..20
". 7)licacione& el Com)ortamiento el Ga##########..21
*. E8ercicio& &obre el $actor e com)re&ibilia el
ga######.23- Co'*#)!$o'!###############..#######..31- B$4#$or"f5" ########################32
6NDICE DE FIGURAS
(igra o 1. Di$erencia& entre ga&e& reale& ! ieale& (actor e
com)ren&ibilia;#########################..
2
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(igra o 2. Di$erencia& entre ga&e& reale& ! ieale& Ecacialll&;###############################
(igra o3. Gra$ica e -taning?/atz )ara eterminar el $actor e
com)re&ibilia########################.###
(igra o 4. Correlacion EM ! el caro e la en&ia2######.##.
(igra o 5.Correlacion EM '& en&ia#############.##
(igra o ". Gra$ico )ara eterminar el $actor @ )or EM######.##
(igra o *. Gra$ico )ara calclar @A E& el $actor e com)re&ibilia )ara
n $lio c!a& molcla& &on )er$ectamente reona&;########..
(igra o . Gra$ico )ara calclar @A E& el $actor e com)re&ibilia )ara
n $lio c!a& molcla& no &on )er$ectamente reona&;#######.
6NDICE DE TABLAS
abla o 1.e$racci%n moleclar e E!man, EM, e lo& com)onente& m&
comne& el ga& natral#####################..
abla o 2. E8ercicio& con el mtoo e )itzer###########..
INTRODUCCIÒN
n ga& &&tancia en no e lo& tre& e&tao& i$erente& e la materia
orinaria, Fe &on el &%lio, el lFio ! el ga&eo&o. Ho& &%lio& tienen na
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$orma bien e$inia ! &on i$cile& e com)rimir. Ho& lFio& $l!en
libremente ! e&tn limitao& )or &)er$icie& Fe $orman )or & &olo&. Ho&
ga&e& &e e)anen libremente a&ta llenar el reci)iente Fe lo& contiene, !
& en&ia e& mco menor Fe la e lo& lFio& ! &%lio&.
Ho& ga&e& &e $orman cano la energa e n &i&tema ecee toa&
la& $erza& e atracci%n entre molcla&. 7&, la& molcla& e ga&
interact+an )oco, oca&ionalmente cocno&e. En el e&tao ga&eo&o, la&
molcla& &e me'en r)iamente ! &on libre& e circlar en
calFier irecci%n, etenino&e en larga& i&tancia&. 7 meia Fe la
tem)eratra amenta, la cantia e mo'imiento e la& molcla&
ini'iale& amenta. Ho& ga&e& &e e)anen )ara llenar && conteneore&
! tienen na en&ia ba8a. Debio a Fe la& molcla& ini'iale& e&tn
am)liamente &e)araa& ! )een circlar libremente en el e&tao ga&eo&o,
lo& ga&e& )een &er $cilmente com)rimio& ! )een tener na $orma
ine$inia. El com)ortamiento e too& lo& ga&e& &e a8&ta a tre& le!e&, la&
cale& relacionan el 'olmen e n ga& con & tem)eratra ! )re&i%n. Ho&
ga&e& Fe obeecen e&ta& le!e& &on llamao& ga&e& ieale& o )er$ecto&.
7em& en el )re&ente traba8o e in'e&tigaci%n &e tomara en centa el $actor
e com)re&ibilia el ga&, Fe e& la raz%n el 'olmen molar e n ga& con
relaci%n al 'olmen molar e n ga& ieal a la mi&ma tem)eratra ! )re&i%n?
DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN
4
http://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teohttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttps://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_molarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Gas_idealhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttps://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_molarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Gas_idealhttp://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teo
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./ DEFINICIÓN DE GAS IDEAL
n ga& ieal e& n con8nto e tomo& o molcla& Fe &e me'en
libremente &in interaccione&. Ha )re&i%n e8ercia )or el ga& &e ebe a lo&
coFe& e la& molcla& con la& )aree& el reci)iente. El com)ortamiento
e ga& ieal &e tiene a ba8a& )re&ione& e& ecir en el lmite e en&ia
cero. 7 )re&ione& ele'aa& la& molcla& interaccionan ! la& $erza&
intermoleclare& acen Fe el ga& &e e&'e e la iealia.
0/ DEFINICIÓN DE GAS REAL/
n ga& real, en o)o&ici%n a n ga& ieal o )er$ecto, e& n ga& Fe eibe
)ro)ieae& Fe no )een &er e)licaa& enteramente tilizano la le! elo& ga&e& ieale&. En tal &entio &e )ee ecir Fe lo& ga&e& reale& &on lo&
Fe en conicione& orinaria& e tem)eratra ! )re&i%n &e com)ortan como
ga&e& ieale&J )ero &i la tem)eratra e& m! ba8a o la )re&i%n m! alta, la&
)ro)ieae& e lo& ga&e& reale& &e e&'an en $orma con&ierable e la& e
lo& ga&e& ieale&.
1/ DIFERENCIAS ENTRE GASES REALES Y GASES IDEALES
En canto a la& e$inicione& anteriormente e&crita& &e )ee ecir Fe
ei&ten cierta& i$erencia& entre lo& ga&e& reale& e ieale&J e&ta& &e
mencionan a continaci%n:
• n ga& &e con&iera ieal a alta& tem)eratra& ! ba8a&
)re&ione& conicione& ambientale&;. Ho& ga&e& reale& no cm)len
nece&ariamente con e&te )o&tlao.
F$)r" No ./ D$fr'*$"! '(r "!! r"#! 7 $&"#!/
En lo& ga&e& ieale& el $actor e com)re&ibilia &iem)re &er igal a
la nia 1;, en lo& ga&e& reale& no &e cm)le e&te )o&tlao.
5
https://es.wikipedia.org/wiki/Gas_idealhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Gas_idealhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_ideales
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F$)r" No ./ D$fr'*$"! '(r "!! r"#! 7 $&"#! 8F"*(or &
*o9r'!$4$#$&"&;/
ara la ecaci%n e =an er >all&, &e i$erencia e la& e lo& ga&e&
ieale& )or la )re&encia e o& trmino& e correcci%nJ no corrige el
'olmen, el otro moi$ica la )re&i%n/
F$)r" No 0/ D$fr'*$"! '(r "!! r"#! 7 $&"#! 8E*)"*$
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com)ortamiento ieal &e 'el'e m& &igni$icati'a entre m& cercano e&t n
ga& a n cambio e $a&e, &ea menor la tem)eratra o m& grane la )re&i%n.
Ho& 'alore& e $actor e com)re&ibilia &on obtenio& &almente meiante
clclo& e la& ecacione& e e&tao, tale& como la ecaci%n el 'irial la cal
toma con&tante& em)rica& e com)e&to& e&)ec$ico& como ato& e
entraa. ara n ga& Fe &ea na mezcla e o& o m& ga&e& )ro& aire o
ga& natral, e8em)lo;, e& reFeria na com)o&ici%n el ga& )ara Fe la
com)re&ibilia &ea calclaa.
3/ DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE COMPRESIBILIDAD SEGÚN LOS
MÉTODOS:
E& n $actor correcci%n introcio en la ecaci%n general e lo& ga&e& !
)ee &er obtenio e)erimentalmente i'iieno el 'olmen real e n mole&
e n ga& a na )re&i%n ! tem)eratra )or el 'olmen ieal oc)ao )or la
mi&ma ma&a e ga& a conicione& igale& e )re&i%n ! tem)eratra. E&te
$actor e com)re&ibilia &e )ee eterminar e la manera &igiente:
"/ MÉTODO DE STANDING > ?ATZ/
En el aKo 15" e&tablece el )rinci)io e lo& e&tao& corre&)oniente& =an
Der >aal& e&tablece Fe too& lo& ga&e& tienen el mi&mo $actor e
com)re&ibilia a igale& conicione& e )re&i%n ! e tem)eratra
recia&.
El $actor e com)re&ibilia 'a a acer na $nci%n Fe 'a e)ener e la
tem)eratra recia ! e la )re&i%n recia. Done la )re&i%n recia 'a
acer igal a la )re&i%n entre la )re&i%n crtica ! la tem)eratra recia 'a
&er igal a la tem)eratra entre la tem)eratra crtica.
7
https://es.wikipedia.org/wiki/Cambio_de_fasehttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_estadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_estado#Modelo_Matem.C3.A1tico_del_Virialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Cambio_de_fasehttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_estadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_estado#Modelo_Matem.C3.A1tico_del_Virial
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Z @ f8Pr Tr;Do'&:
Pr @ P P* @ Pr!$+' r&)*$&"
Tr @ T T* @ T9r"r)r" r&)*$&"P* T* @ Pr!$+' 7 T9r"()r" *r5($*" "4!o#)("! &# "!P T @ Pr!$+' 7 T9r"()r" "4!o#)("
>. B. /a! i8o al igal Fe =an Der >aal&, Fe na $nci%n e la )re&i%n
recia ! tem)eratra recia, )ero aora @ 'a a &er na $nci%n e la
)re&i%n )&eorecia )re&i%n recia; e la mezcla ! e la tem)eratra
)&eorecia tem)eratra recia; e la mezcla, one la )re&i%n
)&eorecia &era la )re&i%n entre la )re&i%n la )re&i%n )&eocrtica ! la
tem)eratra )&eorecia e& la tem)eratra entre la tem)eratra
)&eocrtica, one e&a tem)eratra )&eocrtica &era la tem)eratra
crtica o na $nci%n e la tem)eratra crtica e caa no e lo&
com)onente& Fe con$orma la mezcla e irocarbro&, e& ecir Fe aora
nece&itamo& a&ociar la& tem)eratra& crtica& e caa com)onente con la
$racci%n molar e e&e com)onente )ara eterminar na tem)eratra crtica
e la mezcla.
Caa mezcla e irocarbro e&t com)e&ta )or na eterminaa
$racci%n molar e eterminao& com)onente& e irocarbro&, 'a e&e C1
a&ta Cn, entonce& )ara eterminar la )re&i%n )&eocrtica ! la tem)eratra
)&eocrtica e na mezcla, lo Fe &e ace e& iniciar la &matoria e la
$racci%n molar el com)onente )or la )re&i%n crtica e e&e com)onente ! a&
con too& lo& com)onente&, e e&ta $orma obtengo la )re&i%n )&eocrtica.
or otro lao, & $era n &olo com)onente, igamo& Fe el &i&tema e&
+nicamente metano la $racci%n molar &era no, no )or la )re&i%n crtica e&
la )re&i%n crtica, la )re&i%n )&eocrtica &era igal a la )re&i%n crtica,
)orFe el +nico com)onente e& el metano.
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Donde:
Yi = Fracción molar del componente i.
@ e& na $nci%n e la )re&i%n )&eorecia ! e la tem)eratra)&eorecia.
En tal &entio &e ebe mencionar Fe -taning ! /atz e&arrollaron
n gr$ico ! e&te e& el gr$ico m& tilizao )ara la eterminaci%n el
$actor e com)re&ibilia, e& en el Fe &e )ee eterminar el $actor e
com)re&ibilia e na mezcla e irocarbro& a )artir e la&
conicione& )&eorecia e la mezcla, e& ecir !o tengo na $orma
matemtica e )oer e&timar la )re&i%n )&eocrtica ! la tem)eratra
)&eocrtica, Fe e& la $racci%n molar )or )re&i%n crtica ! la &matoria
e toa& la& mlti)licacione& me a la )re&i%n )&eocrtica !
tem)eratra crtica )or $racci%n molar la &matoria e e&o me a la
tem)eratra )&eocrtica. Ha )re&i%n )&eorecia 'a acer igal a
la )re&i%n entre la )re&i%n )&eocrtica, conozco la )re&i%n ! )eo
eterminar la )re&i%n )&eocrtica, )eo conocer la )re&i%n
)&eorecia, la tem)eratra )&eorecia tambin la )eo
conocer, entonce& !a tengo lo& o& )armetro& ! al conocer la )re&i%n
)&eorecia ! la tem)eratra )&eorecia, -taning ! /atz lo
Fe icieron $e e&arrollar na gr$ica en Fe a )artir e la )re&i%n
)&eorecia ! la tem)eratra )&eorecia &e )iera eterminar
el $actor e com)re&ibilia e la mezcla, e& ecir ello& icieron e
$orma e)erimental el com)ortamiento el $actor e com)re&ibilia e
n ga& con i$erente& 'alore& e )re&i%n ! tem)eratra )&eorecia
! gra$icaron && re<ao&, entonce& )ara no eterminar el
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com)ortamiento e too& lo& re<ao&, &e 'a irectamente con el 'alor
e )re&i%n )&eorecia ! con el 'alor e tem)eratra
)&eorecia ! &e etermina e na $orma m& &encilla el $actor e
com)re&ibilia
F$)r" No 1/ Gr"f$*" & S("'&$'-?"(% "r" &(r9$'"r # f"*(or &
*o9r!$4$#$&"&/
4/ MÉTODO DE STANDING > ?ATZ MODIFICADO/
El mtoo e -taning?/atz )ara ga&e& lce& a &io moi$icao )ara
a)licarlo& a ga&e& agrio& ga&e& Fe contienen 6 2- !Lo >icert ! 7ziz
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tilizaron rango& e tem)eratra& entre 40 ! 300 (areneit, )re&ione& entre
0 ! *000,01 l)cm ! ga&e& cio& con na concentraci%n e 0 0 meno&J
lo& 'alore& e tem)eratra ! )re&i%n )&eocritica &e calclan )or la regla e
/a! ! &e moi$ican )or meio e n $actor e a8&te enominao (&,
calclao con :4
FSK =120 ( A0,9− A1,6 )+15 (√ B−B4 )
Done:
7: &matoria e la& $raccione& e H 2S !
CO2 B: (racci%n molar e
H 2S
*/ MÉTODO DE REFRACCIÓN MOLECULAR DE EY?MAN/
L" *)"*$+' & E79"' & rfr"**$+' 9o#*)#"r !:
Done, aem& e m ! la en&ia e$inio& anteriormente, EM:
re$racci%n moleclar e E!man ! n: nice e re$racci%n el ga& o liFio,
&ano n re$ract%metro lz amarilla e lnea el &oio.
T"4#" No ./ V"#or! & #" rfr"**$+' 9o#*)#"r & E79"' EMR & #o!
*o9o''(! 9! *o9)'! &# "! '"()r"#/
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Ha tabla no 1 )re&enta lo& 'alore& e EM )ara la ma!ora e lo&
com)onente& el ga& natral, ! )ara lo& irocarbro& normale& )ara$inao&
&e a encontrao, Fe
EMR@02 H 01M H10M0
E&ta ecaci%n )re&enta na correlaci%n ba&tante eacta ! )ee &ar&e
)ara eterminar el EM e la $racci%n m& )e&aa e n &i&tema, a )artir e
& )e&o moleclar. En ca&o e conocer&e la en&ia e la $racci%n m&
)e&aa, )ee em)lear&e la (ig. o. 5 )ara eterminar el EM.
F$)r" No 2/Corr#"*$o' EMR 7 # *)"&ro & #" &'!$&"&0/
-i &e conoce el )e&o moleclar ! la gra'ea e&)ec$ica e la $racci%n m&
)e&aa, e&te +ltimo 'alor e& generalmente el ma& eacto. ara na &erieom%loga, la relaci%n entre el nice e re$racci%n Moleclar e E!man,
EMI N EMLM; ! la en&ia ); e& lineal, tal como inica la (ig. o. ".
E&ta relaci%n, analticamente, )ee e)re&ar&e a&:
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F$)r" No 3/Corr#"*$o' EMR ,! &'!$&"&/
I. ara CO2, 62-, 2 ! C1 Gr)o 1;
II. ara lo& em& irocarbro& Gr)o 2;
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Ho& 'alore& 7 ! B &e tilizan cano &e e&t &ano el &i&tema mtrico. or
ello caa no e e&to& )armetro& e& igal a la nia en el &i&tema ingle&
Ho& &igiente& )a&o& re&men el mtoo )ara eterminar el $actor @
1. -e i'ie la com)o&ici%n en o& gr)o&: Gr)o 1 : CO2, 62-, 2, ! C,
Gr)o 2: C2, ! em& irocarbro& . -i &e encentra )re&ente C *P, a
)artir e la en&ia, meia ! con la (ig o. 5, &e obtiene EM.0/ ara caa gr)o el a&o 1, &e calcla,
3. Con EM1 -E Obtiene lo e&crito en el )nto I ! con EM2 &e obtiene
lo e&crito en el )nto II4. -e calcla el EM e la mezcla:
5. -e calclan lo& )nto& crtico& e la& ecacione& e&cita&
anteriormente, lego &e eterminan lo& )nto& )&eorecio& ! &e
obtiene @ el &igiente gra$ico
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F$)r" No / Gr"f$*o "r" &(r9$'"r # f"*(or Z or EMR
&/ MÉTODO DE PITZER/
-e calcla la& )ro)ieae& crtica& e la mezcla a tra'& el mtoo e
-teQart, >.(, Brart, -.( ! =oo, D.4
J =13∑i=1
n
yi( tc Pc )i+
23 ⌈ ∑
i=1
n
yi( tc Pc ) i
1 /2
⌉2
K =∑i=1
n
yi( Tc Pc 12 )i
-egiamente &e eterminan la& )ro)ieae& )&eocrtica& e la mezcla
? em)eratra )&eocrtica& e la Mezcla, R
TscM = K
2
J
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? re&i%n )&eocrtica& e la Mezcla, &ia
PscM =TscM
J
Ho& 'alore& e la& )ro)ieae& critica& &e a8&tan e acero a la regla e
>itcert ! 7zi&, tomano en centa en $actor acntrico
Fp=950∗(ωhc ) ( A− A3 )+9∗(√ B∗B2)
Done:
7: (racci%n Molar el 62-PCO2
B: (racci%n Molar el 62-
ωhc : (actor 7cntrico e lo& irocarbro& P itr%geno.
ωhc=∑ yi∗ωi
ara obtener el $actor acntrico e lo& com)onente& )e&ao& &e realiza e&ta
$ormla:
ω=( 37 )[log Pc−log14,7
( Tc Pc )−1 ]−1,0
Done:
c: re&i%n Crtica el com)onente )e&ao
c: em)eratra Critica el com)onente )e&ao
b: em)eratra e ebllici%n e com)onente )e&ao, &e obtiene e la
&igiente $orma: Correlaci%n e /e&&ler, M.G ! Hee, B.I.;
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Tb=(4.5579 Mc 60,15178γc 60,15427)3
-e calclan la& )ro)ieae& &eorecia&
re&i%n &eorecia&
P sr= P
P¿sc
em)eratra &eorecia&
Tsr= T
T ¿sc
-e calcla @A E& el $actor e com)re&ibilia )ara n $lio c!a&
molcla& &on )er$ectamente reona&; ! @S E& el $actor e com)re&ibilia
)ara n $lio c!a& molcla& no &on )er$ectamente reona&;.
Z =Z 0+(ωm∗Z ,)
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F$)r" No / Gr"f$*o "r" *"#*)#"r ZJ 8E! # f"*(or & *o9r!$4$#$&"&
"r" )' f#)$&o *)7"! 9o#K*)#"! !o' rf*("9'( r&o'&"!;
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F$)r" No / Gr"f$*o "r" *"#*)#"r ZJ 8E! # f"*(or & *o9r!$4$#$&"&
"r" )' f#)$&o *)7"! 9o#K*)#"! 'o !o' rf*("9'( r&o'&"!;
/ MÉTODO EN BASE A LA ECUACIÓN R > ?/
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E& n mtoo em)leao tanto )ara ga&e& lce& como amo&. ara e&te
+ltimo ca&o, cano el ga& contiene CO2,62- o ambo&, >icert ! 7ziz e$.
24; )ro)onen corregir a8&tar; la )re&i%n ! la tem)eratra crtica& e caa
com)onente e la mezcla, )or meio e n $actor e a8&te, (r;, en la
&igiente $orma:
one, ci ! ci, &on la tem)eratra ! la )re&i%n critica& corregia& el
com)onente i e la mezclaJ ci ! ci &on lo& re&)ecti'o& 'alore& &in corregir
e tabla&;. El 'alore (r &e calcla e la $orma Fe &ige:
7: &matoria e la& $raccione& e H 2S ! CO2
B: (racci%n molar e H 2S
f/ MÉTODO DE YARBUROUG > ALL
E&te mtoo &e ba&a en cierta& correccione& e algna& ecacione& !
matemticamente &e e)re&a como
Do'&:
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P!r@ r!$+' !)&or&)*$&"
T@ R*$ro*" & #" (9r"()r" !)&or&)*$&" T!rT
Y@ &'!$&"& r&)*$&"
/ APLICACIONES DEL COMPORTAMIENTO DEL GAS
LEY DE BOYLE
obert Bo!le in'e&tig% el com)ortamiento e na cantia $i8a e ga&
&ometio a i'er&a& )re&ione&, ! encontr% na relaci%n m! &encilla entre
& 'olmen ! & )re&i%n:
TEl 'olmen =; e na ma&a e$ine n ga&, a tem)eratra ; con&tante, e&
in'er&amente )ro)orcional a la )re&i%n a)licaa ; &obre lTJ la e)re&i%n
matemtica e e&ta le! e&:
=N1L;, one e& na con&tante e )ro)orcionalia.
LEY DE CARLES
El $&ico $ranc& UacFe& Carle& 1*"3?123; e&cbri% la relaci%nei&tente entre el 'olmen ! la tem)eratra e n ga&, &iem)re ! cano &
)re&i%n &e mantenga in'ariable. ara ello tiliz% el mi&mo i&eKo em)leao
n &iglo ante& )or Bo!le, )ero aora 'ariano la tem)eratra ! mantenieno
con&tante la )re&i%n.
7 )re&i%n con&tante, el 'olmen oc)ao )or na ma&a e$inia e na
me&tra e ga& e& irectamente )ro)orcional a la tem)eratra elin o
ab&olta;. Matemticamente e&ta le! )ee e)re&ar&e e la &igiente
$orma:
=N one e& na con&tante e )ro)orcionaliaJ a )re&ion ! cantia e
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materia n; con&tante&.
LEY DE GAY LUSSAC
7 'olmen con&tante, la )re&i%n e na ma&a $i8a e n $i8a e n ga& ao
e& irectamente )ro)orcional a la tem)eratra el'in. Ha re)re&entaci%n
matemtica e e&ta le! e&:
NL % N, one e& na con&tante e )ro)orcionalia.
ara n e&tao inicial iLiN;! n e&tao $inal $L$N;, &e cm)le Fe:
i$N$Li
LEY COMBINADA
Ha& o& )rimera& le!e& )een tilizar&e, como &e !a &e inic%, )ara
a'erigar el ne'o 'olmen Fe aFiere n ga& cano &e moi$ica &
tem)eratra ! & )re&i%n, )ero no cano amba& 'ariable& lo acen e
manera &imltnea. -in embargo, en la )rctica, lo m& $recente e& Fe a&
&cea.
Ha le! combinaa e lo& ga&e& e& na &ma e la& le!e& e Bo!le ! e
Carle&, incl&o la le! e Ga! H&&ac. 7l $inal, re<a la ecaci%n general:
=ii$N=$$i
Ha le! e Bo!le ! la le! e Carle& an &io 'eri$icaa& ! con$irmaa&
meiante ciao&a& realizacione& e)erimentale&. En cierta& conicione&
e tem)eratra !Lo )re&i%n, la& )ro)ieae& e la ma!or )art!e e lo& ga&e&
reale& &e e&'%an )or com)leto e la& e n ga& ieal. ara e&to& ca&o&
ei&ten otra& ecacione&
Er*$*$o "r" &(r9$'"r Z or # 9K(o&o & P$(%r
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1. En n reci)iente cilnrico e 20 $t e altra ! n raio e 4,5 $t, &e
encentra n ga& Fe &e me&tra a continaci%n. E&te &e encentra a
na )re&i%n e 9"0 )&ia a na tem)eratra Fe &e me&tra en la&
conicione& &igiente&. Calclar @ con lo& mtoo& corre&)oniente&.
Me&tra
Co9
/
C. C0 C1 $C2 'C2 $C3 'C3 CH CO0 N0 0S
Y$ *","5 ,"
9
4,3 0,"
5
0,4* 0,3
0
0,24 0,3
3
0,2" 3,5
1
1,52
MC*PN 110 Hb&Llbmol. VC"
PN 0,*5,
Mtoo W1: -taning /atz.
23
Co'&$*$+' T9r"()r"A( AC A
A 110 43,33 5"9,"*
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25
Pr!$+' 7 T9r"()r" P!)&o*r$($*"! & #o! *o9o''(! !"&o!/
Corr#"*$o' & M"(Q! T/A/ Ro#"'& C// 7 ?"(% D/L
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T"4#" No0/ R!)#("&o! ' o"! &$'9$*"! & #"! ro$&"&! *r$($*"!& #" 9%*#"
0/ .C"#*)#o & Z MK(o&o & P$(%r
-e calcla la& )ro)ieae& crtica& e la mezcla a tra'& el mtoo e
-teQart, >.(, Brart, -.( ! =oo, D
J =
1
3∑i=1n
yi
( tc
Pc
)i+
2
3 ⌈
∑i=1n
yi
( tc
Pc
)i
1 /2
⌉2
-&tit!eno tenemo& Fe:
J =1
3∗0,5441078+
2
3 ⌈ 0,735027 ⌉
2
J =0,54154
K =∑i=1
n
yi( Tc Pc 12 )i
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-&tit!eno &e tiene Fe /N 14,341"
em)eratra -eocrtica& e la Mezcla, R
TscM = K
2
J
TscM =14,34168
2
0,54154
TscM =379,8127 ºR
re&i%n -eocrtica& e la Mezcla, &ia
PscM =TscM
J
PscM =379,8127
0,54154
PscM =701,3566 Psia
Ho& 'alore& e la& )ro)ieae& critica& &e a8&tan e acero a la regla e
>itcert ! 7zi&, tomano en centa en $actor acntrico
Fp=950∗(ωhc ) ( A− A3 )+9∗(√ B∗B2)
Done:
7: (racci%n Molar el 62-PCO2
B: (racci%n Molar el 62-
ωhc : (actor 7cntrico e lo& irocarbro& P itr%geno.
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A=0,0533+0,0001
7N0,0534
BN 0,0533
ωhc=∑ yi∗ωi
ωhc=0,8531∗0,0115+0,0722∗0,0994+0,013∗0,1529+0,0015∗0,1865+0,0015∗,02003+0,0
ωhc=0,0207232
ara obtener el $actor acntrico e lo& com)onente& )e&ao& &e realiza e&ta
$ormla:
ω=
(
3
7
)[log Pc−log14,7
( Tc Pc )−
1
]−1,0
Done:
c: re&i%n Crtica el com)onente )e&ao
c: em)eratra Critica el com)onente )e&ao
b: em)eratra e ebllici%n e com)onente )e&ao, &e obtiene e la
&igiente $orma: Correlaci%n e /e&&ler, M.G ! Hee, B.I.;
Tb=(4.5579 Mc 60,15178γc 60,15427)3
Tb=(4.5579∗135 lbs/lbml0,151780,900,15427)3
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Tb=¿ 41,"*32
ω=(3
7 )[log 450−log14,7
( 1200841,6732 )−1 ]−1,0
ω=0,4958
Determinamo& ()
Fp=950∗(0,0207232 ) (0,0534−0,05343 )+9∗(√ 0,0533∗0,05332)
Fp=¿ 1,0549
T ¿sc=Tsc− Fp
T ¿sc=379,8127−1,0549
T ¿
sc=378,7578 R
P¿sc= Psc∗T ¿ scTsc
P¿sc=
701,3566 psia∗378,7578 R379,8127 R
P¿sc=669,4086 psia
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(actor 7cntrico e la Mezcla
ω=∑i=1
n
yi∗ωi
ω=0,0261891
Calclar la& )ro)ieae& &eorecia&
re&i%n &eorecia&
Psr= P
P¿sc
Psr= 960 psia
669,4086 psia
Psr=1,4341
em)eratra &eorecia&
Tsr= T
T ¿sc
Tsr= 569,67 R
378,1038 R
Tsr=1,5066
-e calcla @A E& el $actor e com)re&ibilia )ara n $lio c!a& molcla&
&on )er$ectamente reona&; ! @S E& el $actor e com)re&ibilia )ara n
$lio c!a& molcla& no &on )er$ectamente reona&;.
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Z =Z 0+(ωm∗Z ,)
Z 0=0,88
Z ,=0,115
ω=0,0261891
R!)#("&o! &!*r$(o! ' #" f$)r" No 7
-&tit!eno
Z =0,88+(0,0261891∗0,115)
Z =0,883011
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CONCLUSIÓN
Ei&ten i'er&a& i$erencia& entre lo& ga&e& reale& ! ieale&, como )or e8em)lo Fe n ga& &e con&iera ieal a alta& tem)eratra& ! ba8a&
)re&ione& conicione& ambientale&;. Ho& ga&e& reale& no cm)len
nece&ariamente con e&te )o&tlao.
Ho& ga&e& reale& &on lo& Fe en conicione& orinaria& e tem)eratra !
)re&i%n &e com)ortan como ga&e& ieale&J )ero &i la tem)eratra e& m!
ba8a o la )re&i%n m! alta, la& )ro)ieae& e lo& ga&e& reale& &e e&'an en
$orma con&ierable e la& e lo& ga&e& ieale&J mientra& Fe n ga& ieal e&
n con8nto e tomo& o molcla& Fe &e me'en libremente &in
interaccione&. Ha )re&i%n e8ercia )or el ga& &e ebe a lo& coFe& e la&
molcla& con la& )aree& el reci)iente.
El $actor e com)re&ibilia e n ga& e& la raz%n el 'olmen molar e
n ga& con relaci%n al 'olmen molar e n ga& ieal a la mi&ma tem)eratra
! )re&i%n. E& na )ro)iea termoinmica +til )ara moi$icar la le! e lo&
ga&e& ieale& )ara a8&tar&e al com)ortamiento e n ga& real.
32
https://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_molarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Gas_idealhttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Gas_realhttps://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_molarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Gas_idealhttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Gas_real
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