Trabajo

Angel daniel Carrillo Ortiz

30 Apr 202413:48

Summary

TLDRLa 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.

Outlines

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🧪 Introducción a los gases ideales y reales

El primer párrafo introduce la presentación del tema de gases ideales y reales. Pedro Herrera, el presentador, comienza explicando la ecuación de los gases ideales, que es 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. Se aclara que para usar esta ecuación se deben emplear valores absolutos de presión y temperatura. Además, se menciona que R es una constante experimental que varía según las unidades utilizadas. El párrafo concluye con una introducción a los gases reales y la ecuación que describe su comportamiento, que incluye un factor adicional conocido como el factor de compresibilidad (Z). Se plantea una pregunta sobre si el oxígeno es un gas ideal o real, y se indica que depende de las condiciones en las que se encuentre, ya que puede seguir o no la ecuación de los gases ideales.

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📊 Cálculo del factor de compresibilidad Z

El segundo párrafo se enfoca en el cálculo del factor de compresibilidad Z, que corrige las desviaciones del comportamiento de un gas de la ecuación ideal. Para encontrar Z, se utilizan gráficos y se calcula el estado reducido, que depende de la presión reducida y la temperatura reducida. Se ofrece un ejemplo práctico de cómo determinar Z para un gas dado con una presión reducida de 5 y una temperatura reducida de 1,4, utilizando tablas o gráficos. Además, se discute la relación entre dos estados de un sistema, que se puede establecer si no hay cambios en la cantidad de materia. Se presenta un ejercicio para calcular el volumen de dos moles de nitrógeno en un recipiente a una presión manométrica de 600 psi y una temperatura de 200 K, usando tanto la ecuación de gas ideal como el factor de compresibilidad.

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🔍 Comparación del volumen de un gas ideal y real

El tercer párrafo explora la diferencia entre el volumen de un gas considerado ideal y uno real. Comienza calculando el volumen del nitrógeno usando la ecuación de los gases ideales, lo que resulta en un volumen de 0,00078 m³. Luego, se determina el factor de compresibilidad Z, que es necesario para ajustar el cálculo si el gas no se comporta idealmente. Con el valor de Z encontrado (0,92), se corrige la ecuación y se obtiene un volumen de 0,0072 m³ para el gas real. Se destaca que hay una diferencia del 8% entre los cálculos, lo que puede ser significativo dependiendo de las condiciones del gas. El párrafo concluye con la importancia de calcular Z para entender cómo un gas se comporta en realidad y si se ajusta a la ecuación de los gases ideales.

Mindmap

Keywords

💡Gases ideales

Los gases ideales son una hipótesis teórica que describe el comportamiento de los gases bajo ciertas condiciones. Se asume que los partícululas de estos gases son puntiagudas y no interactúan entre sí, y que su volumen es despreciable en comparación con el volumen del contenedor. En el video, la ecuación de los gases ideales es 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. Este concepto es fundamental para entender la base de la termodinámica y la conducta de los gases en condiciones estándar.

💡Gases reales

Los gases reales son aquellos que no cumplen exactamente con las hipótesis del modelo de gases ideales, principalmente debido a las fuerzas de interacción entre las partícululas y el volumen ocupado por dichas partícululas. En el video, se discute que los gases reales pueden no seguir la ecuación de los gases ideales y requieren un factor de compresibilidad (Z) para describir su comportamiento con precisión.

💡Número de moles

El número de moles (n) es una cantidad de sustancia que contiene un número determinado de partícululas, el cual es la base para la ecuación de los gases ideales. Se calcula dividiendo la masa de la sustancia entre su peso molecular. En el contexto del video, el número de moles es crucial para aplicar la ecuación de los gases ideales y determinar el volumen de un gas dado una presión y temperatura específicas.

💡Constante de los gases (R)

La constante de los gases (R) es una constante universal que relaciona la presión, el volumen y la temperatura de un sistema de gases ideales. Varias constantes pueden representar a R, dependiendo de las unidades utilizadas para presión, volumen y temperatura. En el video, se menciona que R puede ser 0,082 atm·L/(mol·K) o 8,31 J/(mol·K), y es vital para la correcta aplicación de la ecuación de los gases ideales.

💡Presión absoluta

La presión absoluta es la presión medida con respecto a la ausencia total de presión (vacío perfecto). En el video, se destaca la importancia de utilizar valores absolutos de presión al trabajar con la ecuación de los gases ideales. La presión manométrica, mencionada en el video, debe convertirse en presión absoluta para ser utilizada en cálculos termodinámicos.

💡Factor de compresibilidad (Z)

El factor de compresibilidad (Z) es una corrección utilizada para ajustar la ecuación de los gases ideales para gases reales. Se calcula a partir del estado reducido y permite predecir el volumen promedio ocupado por un mol de gas en condiciones específicas. En el video, se muestra cómo determinar Z utilizando gráficos y cómo aplicarlo para encontrar el volumen de un gas real.

💡Estado reducido

El estado reducido es una herramienta utilizada en la termodinámica para comparar diferentes estados de un gas real a través de la presión reducida y la temperatura reducida. Estas variables se calculan dividiendo la presión y la temperatura de un estado real entre la presión y la temperatura críticas del gas. En el video, se utiliza el estado reducido para encontrar el factor de compresibilidad (Z) de un gas.

💡Presión reducida

La presión reducida es una variable utilizada en la termodinámica para definir el estado reducido de un gas. Se calcula dividiendo la presión de un estado real entre la presión crítica del gas. En el contexto del video, la presión reducida es una de las dos coordenadas necesarias para encontrar el factor de compresibilidad (Z) en los gráficos.

💡Temperatura reducida

La temperatura reducida es otra variable del estado reducido, calculada dividiendo la temperatura de un estado real entre la temperatura crítica del gas. Juntos con la presión reducida, ayuda a determinar el factor de compresibilidad (Z) y es esencial para el análisis de los gases reales en condiciones que no cumplen con el modelo de gases ideales.

💡Relación de estados

La relación de estados es una técnica en termodinámica que permite relacionar dos estados distintos de un sistema, siempre y cuando no haya cambios en la cantidad de materia. Se utiliza para determinar cómo varía un estado a otro sin transformaciones químicas o cambios en la cantidad de gas. En el video, se menciona como un concepto clave para entender cómo dos estados de un gas están relacionados.

💡Volumen de un gas

El volumen de un gas es un parámetro fundamental en la termodinámica que describe el espacio que ocupa el gas en un contenedor. En el video, se calcula el volumen de un gas utilizando tanto la ecuación de los gases ideales como el factor de compresibilidad para gases reales. El cálculo del volumen es esencial para entender la conducta del gas en diferentes condiciones de presión y temperatura.

Highlights

Presentación de Pedro Herrera sobre gases ideales y reales

Análisis de la ecuación de gases ideales: pV = nRT

Importancia de utilizar valores absolutos para la presión y la temperatura

Determinación de la constante de gases (R) según las unidades utilizadas

Introducción de la ecuación de gases reales y el factor Z (factor de compresibilidad)

Condiciones bajo las cuales el oxígeno puede comportarse como un gas ideal o real

Explicación de que no todos los gases siguen la ecuación de gases ideales

Método del factor de compresibilidad Z para corregir desviaciones del comportamiento ideal

Uso de gráficos para calcular el valor de Z

Ejemplo práctico de cálculo del factor de compresibilidad Z

Relación entre estados y su importancia en la comprensión del cambio de variables del sistema

Ejercicio de cálculo del volumen de nitrógeno utilizando la ecuación de gas ideal

Comparación entre el volumen calculado con la ecuación de gas ideal y el real

Diferencia del 8% en el volumen calculado entre el gas ideal y el real

Importancia de considerar si un gas se comporta como ideal o real en cálculos precisos

Demostración de cómo el valor de Z puede indicar si un gas se comporta como ideal

Conclusión sobre la importancia de la precisión en el cálculo de propiedades de gases