Proyecto HCL Ecuaciones de Estado en Matlab
Summary
TLDREl proyecto presentado en el video tiene como objetivo desarrollar un programa que facilite la resolución de problemas en ingeniería química a través de la termodinámica. Se enfatiza la importancia de contar con ecuaciones de estado matemáticas para modelar el comportamiento de fluidos y compuestos, y se explican dos ecuaciones comunes: la ecuación ideal de gases y la de Van der Waals. El programa permite calcular variables termodinámicas como presión, temperatura y volumen para 90 sustancias diferentes, utilizando una interfaz de usuario que solicita datos y muestra los resultados correspondientes. Además, se destaca la necesidad de elegir la ecuación de estado adecuada según la aplicación y las condiciones de proceso, para garantizar la precisión en las decisiones técnicas.
Takeaways
- 📘 Este proyecto se centra en la presentación y resolución de problemas en ingeniería química utilizando ecuaciones de estado.
- 🔍 La termodinámica es fundamental en la estimación de propiedades y evaluación de estados de sustancias en mezclas, lo que requiere cálculo numérico preciso.
- 📚 El objetivo del proyecto es crear un programa que ayude a resolver problemas singulares en ingeniería química y promueva el uso de habilidades matemáticas y lógicas.
- 💡 Se busca apoyar en la toma de decisiones a través del uso de herramientas computacionales como MATLAB en la aplicación de conocimientos en ingeniería.
- 🌐 No existe una única ecuación de estado que describa el comportamiento de todas las sustancias bajo todas las condiciones de presión y temperatura.
- 📊 Se revisará la ecuación ideal de gases, que relaciona tres variables de estado y una constante conocida como la constante de gases ideales.
- 🔧 La ecuación de Van der Waals se ajusta a presión y volumen, y permite representar el comportamiento de muchos gases, incluyendo la transición de gas a líquido y viceversa.
- 🔄 El programa inicia con un mensaje de consideraciones y presenta una tabla con valores críticos de 90 sustancias y sus constantes de Van der Waals.
- 🔢 El usuario puede seleccionar una sustancia de un catálogo de 90 y realizar cálculos de presión, temperatura y volumen utilizando ecuaciones de estado.
- ♻️ El programa ofrece un ciclo de opciones para el usuario, incluyendo el cálculo de diferentes variables termodinámicas y la posibilidad de repetir el proceso o terminar la sesión.
- 🛠️ La elección de la ecuación de estado a utilizar depende de la exactitud deseada y las condiciones de proceso, y es esencial comprender las limitaciones y el rango de aplicación de cada ecuación.
Q & A
¿Cuál es el objetivo principal del proyecto mencionado en el guion?
-El objetivo principal del proyecto es elaborar un programa que contribuya a la resolución de problemas singulares y de ingeniería química, promoviendo el uso de habilidades como el razonamiento matemático lógico para la aplicación de conocimientos en herramientas computacionales como MATLAB.
¿Qué es una ecuación de estado según el guion?
-Una ecuación de estado es una ecuación que relaciona para un sistema en equilibrio térmico, variables de estado como volumen, presión y temperatura, a través de una constante característica de la sustancia.
¿Por qué es importante contar con una ecuación de estado en ingeniería química?
-Es importante contar con una ecuación de estado en ingeniería química porque permite modelar con cierta exactitud el comportamiento del fluido o compuesto de estudio, lo cual es esencial para la estimación de propiedades y evaluación de estados de sustancias en mezclas.
¿Cuál es la ecuación de estado ideal y qué variables relaciona?
-La ecuación de estado ideal es una ecuación que relaciona tres variables de estado conocidas (volumen, presión y temperatura) con una constante conocida, la constante de gases ideales, para obtener una cuarta variable desconocida.
¿Qué es la ecuación de Van der Waals y qué variables toma en cuenta?
-La ecuación de Van der Waals es una ecuación de estado que ajusta la presión y volumen de un gas, tomando en cuenta dos constantes que dependen de la sustancia con la que se trabaja, y permite describir el comportamiento de muchos gases, incluyendo su transición de gas a líquido y viceversa.
¿Cómo se implementa el programa desarrollado en el proyecto?
-El programa se implementa a través de un ciclo while que solicita al usuario la sustancia con la que trabajará, y luego ofrece opciones para calcular presión, temperatura o volumen utilizando las ecuaciones de estado adecuadas.
¿Cuántas sustancias tiene el programa para trabajar y cuáles son sus características?
-El programa tiene 90 sustancias con las que trabajar, cada una con sus valores críticos de presión, temperatura y la constante de Van der Waals, almacenados en un vector y variables separadas para las constantes de la ecuación de Van der Waals.
¿Qué acciones puede realizar el usuario dentro del programa?
-El usuario puede seleccionar una sustancia de las 90 disponibles, elegir entre calcular presión, temperatura o volumen, y luego introducir los valores necesarios para realizar los cálculos utilizando las ecuaciones de estado correspondientes.
¿Cómo se maneja un error en la selección de la sustancia por parte del usuario?
-Si el usuario selecciona una sustancia fuera del rango de 1 a 90, el programa emite un mensaje de error y pide que seleccione una sustancia dentro del rango válido.
¿Cómo se determina qué ecuación de estado utilizar en una aplicación dada?
-La elección de la ecuación de estado a utilizar en una aplicación dada depende principalmente de la exactitud deseada y de las condiciones de proceso, siendo esencial comprender las limitaciones y el rango de aplicación de cada ecuación de estado.
¿Qué se hace al final del ciclo del programa cuando el usuario decide no volver a usar el programa?
-Si el usuario decide no volver a usar el programa, el ciclo termina y el programa emite un mensaje de agradecimiento por su uso.
Outlines
🔬 Introducción al Proyecto de Ingeniería Química
El primer párrafo presenta un proyecto de ingeniería química centrada en el uso de ecuaciones de estado para estimar propiedades y evaluar estados de sustancias. Se destaca la importancia del cálculo numérico preciso y la necesidad de contar con una expresión matemática que modele el comportamiento del fluido. El objetivo es desarrollar un programa que facilite la resolución de problemas en ingeniería química, promoviendo el uso de habilidades matemáticas y lógicas para la aplicación de conocimientos en herramientas computacionales como MATLAB. Se menciona que no existe una única ecuación de estado universal y se explorará la ecuación ideal y la ecuación de Van der Waals, que son comunes para trabajar con gases y su comportamiento entre estados líquido y gas. El programa solicita al usuario seleccionar una sustancia y realizar cálculos de variables como presión, temperatura y volumen utilizando las ecuaciones mencionadas.
📊 Desarrollo y Funcionalidades del Programa
El segundo párrafo detalla el desarrollo del programa y sus funcionalidades. Incluye la presentación de una tabla con valores críticos de 90 sustancias y sus constantes de Van der Waals. El programa inicia con un ciclo 'while' que permite al usuario seleccionar la sustancia de trabajo y realizar cálculos para diferentes variables termodinámicas. Se describen las acciones que el usuario puede tomar, como calcular presión, temperatura o volumen, y cómo el programa solicita los valores necesarios para realizar estos cálculos. Además, se menciona que el programa ofrece opciones para volver a utilizar el programa o cerrarlo en caso de que el usuario no desee continuar. Se incluyen ejemplos de cómo el programa funciona con el cálculo de volumen y temperatura utilizando ecuaciones de gases ideales y de Van der Waals. Se enfatiza la importancia de elegir la ecuación de estado adecuada dependiendo de la precisión requerida y las condiciones del proceso.
Mindmap
Keywords
💡Ecuaciones de estado
💡Razonamiento matemático lógico
💡Ingeniería química
💡Cálculo numérico
💡Constante de gases ideales
💡Ecuación de Van der Waals
💡Herramientas computacionales
💡Variables de estado
💡Programa de MATLAB
💡Condiciones de proceso
Highlights
El proyecto tiene como objetivo desarrollar un programa que ayude a resolver problemas en ingeniería química.
El programa promueve el uso de habilidades matemáticas y lógicas para aplicar conocimientos en herramientas computacionales.
Se busca satisfacer las necesidades de apoyo a la toma de decisiones en ingeniería química.
Las ecuaciones de estado son fundamentales para modelar el comportamiento de sustancias en equilibrio termodinámico.
No existe una única ecuación de estado que describa el comportamiento de todas las sustancias bajo todas las condiciones.
Se revisará la ecuación ideal de gases, que relaciona tres variables de estado y una constante conocida.
La ecuación de Van der Waals se ajusta a presión y volumen y tiene dos constantes específicas de cada sustancia.
La ecuación de Van der Waals permite describir el comportamiento de gases y su paso a líquido y viceversa.
El programa solicita la sustancia con la que se trabajará y ofrece una selección de 90 sustancias con sus constantes críticas.
El usuario puede elegir calcular presión, temperatura o volumen utilizando ecuaciones de gases ideales y de Van der Waals.
El programa solicita los valores de número de moles, temperatura y volumen para realizar los cálculos.
Se muestra cómo el programa calcula la presión, temperatura y volumen para diferentes sustancias.
El programa ofrece una interfaz gráfica de usuario para realizar cálculos y visualizar resultados.
El programa finaliza con un mensaje de agradecimiento y una opción para volver a utilizar el programa.
Se realizan pruebas con la sustancia número 83, el agua, para calcular volumen y presión.
La elección de la ecuación a usar depende de la exactitud deseada y las condiciones de proceso.
El programa es una herramienta educativa para entender las ecuaciones de estado y sus aplicaciones.
Transcripts
y dos son la presentación del proyecto
en las ecuaciones de estado esa
implementación en herramientas
computacionales el cual fue elaborado
por lópez león karina martínez negrete
miguel david y sánchez carlos daniela la
mayoría de las situaciones presentadas
en ingeniería química donde la
termodinámica juega un rol primordial en
la estimación de propiedades y
evaluación de estados de sustancias por
así mezclas requieren del cálculo
numérico preciso por lo tanto es
preferible contar con alguna expresión
matemática que modelen con cierta
exactitud del comportamiento del fluido
del compuesto del estudio
matemáticamente hablando de esas
expresiones o ecuaciones que modelan el
comportamiento de una sustancia se
denominan ecuaciones de estado el
objetivo de dicho proyecto es elaborar
un programa que contribuya a la
resolución del problema singular y de
ingeniería química promoviendo el uso de
las habilidades necesarias como lo es el
razonamiento matemático lógico para
llevar a cabo la aplicación de los
conocimientos en herramientas
computacionales aplicadas a la
ingeniería como matlab satisfaciendo así
las necesidades en apoyo a la toma de
decisiones ahora bien que es una
ecuación de estado es una ecuación que
relaciona para un sistema en equilibrio
termodinámica no obstante cabe mencionar
que no existe una única ecuación de
estado que describe el comportamiento de
todas las sustancias para todas las
condiciones de presión y temperatura por
lo que revisaremos una de las más
comunes a la hora de trabajar con estas
ecuaciones de estado
empezando por la ecuación de la es ideal
relaciona tres variables de estados
conocidos y una constante conocida como
la constante de gases ideales para poder
obtener una cuarta variable desconocida
dependiente de las variables que
tengamos la ecuación se despeja de forma
de en contra de que encontremos lo que
desconocemos con respecto a la ecuación
de bander uex en la cual se ajusta a
presión y volumen tomando en cuenta dos
constantes que dependen de la sustancia
con la que se trabaje esta ecuación
permite escribir de una forma mucho más
satisfactoria el comportamiento de
muchos gases incluyendo el paso de gas a
líquido y viceversa de líquido a gas de
la misma forma que la ecuación del gas
ideal en ecuación de bander ones
dependiendo de las variables que
tengamos éstas se despejan para hallar
la variable deseada
con respecto al código al inicio del
programa se emite un mensaje con algunas
consideraciones a tomar en cuenta
después se despliega una tabla con los
valores críticos de 90 y sustancias y
sus respectivas constantes de bander
webs
después se abre un ciclo while para el
cual pero es igual a 1 si esto cambia lo
primero que el programa solicita es la
sustancia con la que se trabajará
el usuario deberá seleccionar una dentro
de las 90 sustancias con las que se
trabajará en el programa
hay dos acciones que el usuario puede
realizar si la variable shoes es menor o
igual a 1 y jesús es mayor o igual a 90
donde cada sustancia seleccionada se
guardará en un vector con los valores de
presión crítica temperatura crítica y
constante de bander walsh en la variable
l
después se guardarán en dos variables
aparte de las constantes de fánder ones
hay de las cuales son necesarias para
realizar los respectivos cálculos el
nombre de la sustancia queda guardada en
la variable no después de ello el
programa abre una ventana con las
opciones que el usuario desea calcular
para ello se abre un switch y donde en
el caso 1 se calculará la presión el
programa emitirá un mensaje que dirá
usted va a calcular la presión para no
nombre de la sustancia después de ello
el programa procederá a solicitar los
valores del número de moles temperatura
y volumen se procede a calcular la
presión por las ecuaciones de gas ideal
y van der walt se en el primer caso se
va se guarda en la variable g y para el
segundo en la variable vtv w
al finalizar emitirá un mensaje
que ir a valores de la presión en bar
para el caso 2 se calculará la
temperatura donde el programa emitirá un
mensaje usted va a calcular la
temperatura para no el nombre de la
sustancia después el programa solicitará
muy presión y volumen se calcularán los
valores para la ecuación de los gases
ideales key
y de bander walsh w
al finalizar emitirá un mensaje donde
dirá los valores de la temperatura en
kelvin para el caso 3 se calculará el
volumen donde el programa emitirá un
mensaje usted va a calcular el volumen
para dos sustancias solicitar los
valores de presión temperatura y volumen
donde se procede a realizar los
respectivos cálculos donde el valor de
la ecuación de bander walsh se guarda en
wv y para las ideales en caso de que el
usuario y seleccione otra opción que no
sean estos tres casos mencionados
anteriormente el programa se cierran y
emite un mensaje error programa
finalizado al final del speed up se
imprime
una tabla con los valores de vw v hija y
se abre otro menú donde se le guarda
se le pregunta al usuario deseas volver
a usar el programa se abren un script
fin donde en el caso 1 la respuesta es y
para ello el valor de pero es igual a
pero y el ciclo continuo para el caso 2
donde la respuesta es no el valor de
pero es igual a perú + 1 el ciclo
terminó y el programa emite un mensaje
gracias por usar el programa en el caso
de que el usuario selecciona otra opción
que no sean los dos casos mencionados
con anterioridad el programa se cierra y
emite un mensaje diciendo error programa
terminado cuando la variable sús es
mayor a 1 y sús es menor a 90 en este
caso el programa emite un mensaje que
dice debe seleccionar la sustancia a
trabajar para ello pero es igual a pero
y el ciclo continúa bien dicho esto
procederemos a realizar algunas pruebas
en nuestro programa como datos iniciales
el usuario elige trabajar con la
sustancia número 83 que es el agua se
desea calcular el volumen se pedirá que
ingrese el valor de la presión la
temperatura y el número de moles en la
pantalla nos aparecerá posteriormente el
valor del volumen calculado con la
ecuación de gases ideales y van der
walls corremos nuevamente nuestro
programa sólo que ahora vamos a calcular
la temperatura el usuario elige trabajar
con la sustancia ciclo ex seno y ahora
el programa te pide que ingreses el
valor de presión volumen y número de
moles
nuevamente corremos el programa y ahora
procedemos a calcular la presión ahora
ahora este
pide volumen temperatura y número de
moles
y en pantalla aparece el valor
de la presión calculado mediante la
ecuación de gases ideales y van der ones
cabe destacar que la elección de la
ecuación a usar en una aplicación dada
depende principalmente de la exactitud
deseada y de las condiciones de proceso
para lo cual es imprescindible
comprender lo que mencionamos con
anterioridad que es una ecuación de
estado así como sus limitaciones el
rango de aplicación eso es todo por
nuestra parte muchas gracias
5.0 / 5 (0 votes)