Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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EQUILIBRIO QUÍMICO Y DE FASE
Al sustituir valores se obtiene
0.5816
1y2 1z2 1>2
x
1>2
1
a
x y z w b
(3)
0.9570
1w2 1y2 1>2
x
1>2
1
a
x y z w b
(4)
Al despejar de las ecuaciones (1), (2), (3) y (4) simultáneamente las cuatro
incógnitas x, y, z y w se obtiene
x 0.271 y 0.213
z 1.849 w 1.032
Por ende, la composición de equilibrio de 1 kmol de H 2 O y 2 kmol de O 2 a 1
atm y 4 000 K es
0.271H 2 O 0.213H 2 1.849O 2 1.032OH
Comentario Se pudo haber resuelto este problema utilizando la relación de K P
en la reacción estequiométrica O 2 Δ 2O como una de las dos ecuaciones.
Encontrar la solución de un sistema de ecuaciones simultáneas no lineales
es un proceso extremadamente tedioso, a la vez que consume demasiado
tiempo si se hace de forma manual. Por lo tanto, a menudo es necesario resolver
este tipo de problemas utilizando algún software para la solución de ecuaciones,
tal como el EES.
16-5 ■ VARIACIÓN DE K P CON LA TEMPERATURA
En la sección 16-2 se demostró que la constante de equilibrio K P de un gas
ideal depende de la temperatura y está relacionada con el cambio de la función
de Gibbs en estado estándar ΔG*(T) a través de la relación (Ec. 16-14)
¢G* 1T2
ln K P
R u T
En esta sección se desarrolla una relación para la variación de K P con la temperatura,
en términos de otras propiedades.
Sustituyendo ΔG*(T) ΔH*(T) T ΔS*(T) en la relación anterior y derivando
con respecto a la temperatura, se obtiene
d 1ln K p 2 ¢H* 1T2 d 3 ¢H* 1T24 d 3 ¢S* 1T24
dT R u T 2 R u T dT R u dT
Bajo una presión constante, la segunda relación, T ds dh v dP, se reduce
a T ds dh. También, T d(ΔS*) d(ΔH*) puesto que ΔS* y ΔH* consisten
en los términos de entropía y entalpía de los reactivos y de los productos. Por
consiguiente, los dos últimos términos de la relación anterior se cancelan, y la
ecuación se reduce a
d 1ln K p 2 ¢H* 1T2 h R 1T2
(16-17)
dT R u T 2 R u T 2
donde h R 1T2 es la entalpía de la reacción a la temperatura T. Observe que se ha
eliminado el superíndice * (el cual indica una presión constante de 1 atm) de
ΔH(T), puesto que la entalpía de un gas ideal depende solamente de la temperatura
y es independiente de la presión. La ecuación 16-17 es una expresión de la
variación de K P con la temperatura en términos de h R 1T2, y se le conoce como