Trabajo

Summary

La presentación de Pedro Herrera se centra en la diferencia entre gases ideales y gases reales. Se discute la ecuación de gases ideales, \( pV = nRT \), y se aclara que debe usarse con valores absolutos para la presión y la temperatura. La constante \( R \) varía según las unidades utilizadas. Se introduce el factor de compresibilidad \( Z \) para adaptar la ecuación a gases reales, y se destaca que el oxígeno puede comportarse como un gas ideal o real dependiendo de las condiciones. Para calcular \( Z \), se emplean gráficos y se determina el estado reducido a partir de la presión y temperatura reducidas. Un ejercicio práctico muestra cómo calcular el volumen de un gas usando tanto la ecuación de gases ideales como la corrección del factor \( Z \). Se resalta la importancia de considerar el comportamiento real de los gases en diferentes condiciones para obtener cálculos precisos.

Takeaways

• 📚 La ecuación de los gases ideales es P = nRT, donde P es la presión, V el volumen, n el número de moles, R la constante de los gases y T la temperatura.
• 🔍 Para utilizar la ecuación de gases ideales, se deben usar valores absolutos para la presión y la temperatura.
• 📏 La constante R varía según las unidades utilizadas; por ejemplo, 0.082 atm L/(mol·K) o 8.31 J/(mol·K).
• 🔑 El factor de compresibilidad Z es utilizado para corregir las desviaciones del comportamiento de los gases reales con respecto a la ecuación de gases ideales.
• ⚖️ El oxígeno puede comportarse como un gas ideal o real, dependiendo de las condiciones en las que se encuentra.
• 📊 El estado reducido es una herramienta utilizada para calcular el factor de compresibilidad Z, y se basa en la presión reducida y la temperatura reducida.
• 📈 Para determinar Z, se utilizan gráficos que muestran la relación entre la presión reducida, la temperatura reducida y el factor de compresibilidad.
• 🔬 En el ejemplo dado, el cálculo del factor de compresibilidad Z para un gas con una presión reducida de 5 y una temperatura reducida de 1.4, resulta en Z = 0.79.
• ⚙️ La relación entre estados permite vincular dos estados de un sistema, siempre y cuando no haya cambios en la cantidad de materia.
• 🧪 En el ejercicio proporcionado, se calcula el volumen de dos moles de nitrógeno a una presión manométrica de 600 psi y una temperatura de 200 K, tanto con la ecuación de gases ideales como con la corrección del factor de compresibilidad.
• 📐 El cálculo muestra una diferencia del 8% en el volumen del nitrógeno cuando se utiliza la ecuación de gas ideal en comparación con la ecuación de gas real, demostrando la importancia de considerar el comportamiento real de los gases en ciertos casos.
• ✅ El valor de Z接近1 indica que el gas se comporta aproximadamente como un gas ideal, lo que ayuda a determinar el comportamiento del gas en diferentes condiciones.

Q & A

¿Qué es la ecuación de los gases ideales?

La ecuación de los gases ideales es la ecuación clásica PV = nRT, donde P es la presión, V el volumen, n el número de moles, R la constante de los gases y T la temperatura.

¿Por qué es importante usar valores absolutos en la ecuación de los gases ideales?

Es importante usar valores absolutos porque la ecuación no funciona con valores relativos. Esto significa que la presión debe estar en unidades absolutas y la temperatura también.

¿Cómo se calcula el número de moles (n) en la ecuación de los gases ideales?

El número de moles se calcula dividiendo la masa de la sustancia entre su peso molecular.

¿Cuál es la unidad más común para la constante de los gases (R)?

La unidad más común para la constante de los gases (R) es 0,082 litros atmósferas por mol grado Kelvin (L·atm/(mol·K)).

¿Qué es el factor de compresibilidad (Z) y cómo se relaciona con la ecuación de los gases reales?

El factor de compresibilidad (Z) es un factor adicional en la ecuación de los gases reales que corrige las desviaciones del comportamiento del gas cuando no sigue la ecuación de los gases ideales.

¿Cómo se determina si un gas es ideal o real?

Un gas se comporta como un gas ideal si sigue la ecuación de los gases ideales en las condiciones específicas en las que se encuentra. Si no sigue la ecuación, se comporta como un gas real.

¿Cómo se calcula el estado reducido de un gas?

El estado reducido se calcula utilizando la presión reducida (presión dividida por la presión crítica) y la temperatura reducida (temperatura dividida por la temperatura crítica).

¿Cómo se utiliza el diagrama de Nelson y Obert para determinar el factor de compresibilidad (Z)?

Se utiliza el diagrama de Nelson y Obert proyectando la presión reducida en el eje X y la temperatura reducida en el eje Y. La intersección de estas dos proyecciones con la curva correspondiente proporciona el valor de Z.

¿Cómo se relacionan dos estados de un sistema en términos de ecuaciones?

Dos estados de un sistema se relacionan si no hay cambio de materia en el sistema, lo que significa que no ha habido reacción química, ni ingreso ni salida de materia.

¿Cómo se calcula el volumen de un gas utilizando la ecuación de los gases ideales?

Para calcular el volumen de un gas utilizando la ecuación de los gases ideales, se despeja la ecuación PV = nRT, reemplazando los valores conocidos de presión (P), número de moles (n), y temperatura (T), y se resuelve para V.

¿Cuál es la diferencia entre calcular el volumen de un gas considerándolo como ideal o real?

La diferencia entre calcular el volumen de un gas considerándolo como ideal o real puede ser significativa, dependiendo de las condiciones del gas. En el ejemplo proporcionado, la diferencia fue del 8%, pasando de 0,00078 m³ a 0,00072 m³.

¿Cómo se determina si un gas se comporta como ideal o real?

Se determina si un gas se comporta como ideal o real calculando el factor de compresibilidad (Z). Si Z está cerca de 1, el gas se comporta como ideal. Si Z varía significativamente de 1, el gas se comporta como real.