Tema 1 : Fluidos reales - IqTMA-UVa

Ingeniería Química - Univ. Valladolid 

Tema 1 - Fluidos reales 

Tema 1 : Fluidos reales 

• Propiedades de interés en Ingeniería Quíimica. 

• Descripción del comportamiento de los fluidos: 

• Diagramas P-V-T . 

• Compuestos puros y mezclas 

• Tablas de propiedades termodinámicas. 

• Diagramas termodinámicos: 

•P-H, T-S, H-S 

• Estados cercanos al punto crítico (puros). 

Termodinámica Aplicada – 2004/05 p.1



Propiedades termodinámicas de interés en I.Q. 

º Densidades de líquidos y gases 

º U , H , S y Cp (Variaciones) 

- Flujos, conducciones, depósitos. 

- Cambios energéticos de procesos. 

- Equipo de separación y 

- Calefacción, refrigeración, potencia. 

contacto entre fases. 

- Análisis de procesos: 

- Factibilidad. 

º Presiones de vapor 

- Irreversibilidades y eficacias. 

- Temperaturas de ebullición y condensación. 

- calefacción y refrig, flash, 

º G, A (Variaciones) 

acondicionamiento. - Equilibrio entre fases 

- Presiones de rotura en tanques. 

- Operaciones de separación. 

- Equilibrio químico 

o Fugacidades 

- Reacción. 

- Equilibrio entre fases. 

- Cálculo de entalpías y entropías. 




Procesos en la Industria Química fase fluida 

• Materias primas y productos fluidos 

• Flujo en conducciones 

• Fácil y económico (bombas, compresores) 

• Seguro, fácil de medir y regular 

• Operación continua 

• Homogeneidad de las fases 

• Separaciones 

• Reacción 

Obligatoriamente en fase sólida 

• CaO 

• Cemento 

• Abonos (fosfatos) 

• Ind. Alimentaria 

(Cristalización, congelación) 

• Plásticos 




Comportamiento PVT de fluidos reales (puros) 

Diagrama P vs. T 

P 

Supercrítico 

Pc 

Sólido 

ELS 

Líquido 

ELV 

Gas 

Vapor: 

Condensación por 

enfriamiento a P cte o 

ESV 

Vapor 

compresión a T cte 

Tc 

T 




Diagrama T vs. V 




Diagrama P vs. V 

P 

Regla de las fases : 

Lib = C + 2 - F 

Vapor saturado 

{V} o {L} → Lib=2 

{L+V} → Lib=1 

Isoterma Supercrítica 

Zona de dos fases: 

Líquido 

L O V 

Líquido+Vapor 

Gas 

Isoterma Subcrítica 

• Puntos virtuales: 

existencia hipotética -> escisión 

• Regla de la palanca M v 

(VO) = M L 

(LO) 

• Título del vapor (%,º/1) , (LO)/(LV)*(100) 

Líquido saturado 

V 

Combinación lineal 

de propiedades 

extensivas 




Zonas Sub y Supercríticas 

P 

TTc ó P>Pc 

Z SC 

Zona supercrítica 

(Z SC) 

T>Tc y P>Pc 

PTc ni a P>Pc. 

• Mezclas : 

Pc 

Líquido 

Gas 

Z SC 

Isoterma Crítica 

• Puede darse 

coexistencia de fases a 

T>Tc , a P>Pc o ambas: 

«Comportamiento 

retrógrado» 

Tc 

V 







Comportamiento en evaporación/ condensación 

T 

Puros 

T 

= T = T 

Punto de burbuja 

y=1 

X=1 

Punto de rocío 

H 

T 

Mezclas 

T 

≠ T ≠ T 

Punto de burbuja 

y A 

x A 

≠ 

≠ 

y A 

x A 

≠ 

≠ 

y A 

x A 

Punto de rocío 

H 

Z A 

= Z A 

= Z A 




Datos experimentales ρ , P sat , U , H , S , C p 

,G , A 

• Tablas: 

• Solo unas pocas substancias puras 

• Agua (Tablas de vapor) 

• Hidrocarburos ligeros hasta C 4 … 

•H 2 , N 2 , O 2 , CO , CO 2 , NH 3 , Refrigerantes ... 

•T b , T f , P sat (Antoine) para muchas substancias 

•C * p 

(como gas ideal) para muchas substancias 

• Diagramas: 

• Solo unas pocas substancias 

• P-H (Refrigerantes) 

•T-S 

• H-S (Mollier) 

• Infinitas mezclas posibles 




Tablas de Propiedades Termodinámicas 




Diagrama P vs H 

Diagrama T vs S 

Representaciones gráficas de las 

tablas de propiedades termodinámicas 

Área de condiciones habituales en procesos 













Diagrama H vs S 

o de Mollier 




INTERPOLACIÓN EN ESCALAS LOGARÍTMICAS 

Para escalas logarítmicas deberemos efectuar en ambos una interpolación 

distinta de la lineal: 

B 

Z 

L1 

A 

L2 

Si A y B son los valores extremos entre los que se quiere 

interpolar (determinar el valor de) una lectura Z, y siendo L1 

y L2 las distancias medidas tal y como muestra el diagrama, 

al existir proporcionalidad lineal entre los logaritmos de los 

valores (es así como se construyen los ejes logarítmicos): 

Entonces: 

ln(Z) = ln(A) + (L1 / L2)[ln(B) - ln(A)] 

Z = A (B / A) 

(L1 / L2) 

Si lo que queremos es situar el punto a partir de su valor: 

L1 = L2 [ ln(Z) – ln(A) ] / [ ln(B) - ln(A) ] 

(Atención: la escala puede ser logarítmica natural o decimal; 

las expresiones de interpolación son las mismas, pero ha de 

cambiarse la naturaleza de los logaritmos) 




Regla de la Palanca 

(en los diagramas termodinámicos) 

Aquellos diagramas que tienen como coordenada una magnitud extensiva 

(H, S ...) cumplen la regla de la palanca para uniones y separaciones: 

P 

B 

O 

m A 

.AO = m B 

.OB 

A 

m A 

+ m B 

= m O 

AO + OB = AB 

H 

• A partir de dos puntos (A, B, O) y sus masas o flujos se puede 

determinar el tercero. 

• Atención a la presión: la que se calcula en la unión es aquella 

que tendría la mezcla efectuada a V constante. Muchas veces 

no es esto lo que ocurre, si no que la P final está determinada 

por la configuración de flujo o la caída de presión. 

A 

P A 

P B 

P O 

B 




Estados cercanos 

al Punto Crítico: 

Compuestos Puros 

CO 2 

• Regiones críticas en mezclas: Tema 4 (Eq. Entre Fases)

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