Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

RESUMEN
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MEZCLA DE GASES
Una mezcla de dos o más gases de una composición química
fija se llama mezcla de gases no reactiva. La composición de
una mezcla de gases se describe especificando la fracción
másica o la fracción molar de cada componente, definidas
como:
donde
La masa molar aparente (o promedio) y la constante del gas
para una mezcla se expresan como
También
La ley de presiones aditivas de Dalton dice que la presión
de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones
que cada gas ejercería si existiera sólo a la temperatura y al
volumen de la mezcla. La ley de Amagat de volúmenes aditivos
dice que el volumen de una mezcla de gases es igual a la
suma de los volúmenes que cada gas ocuparía si existiera sólo
a la temperatura y presión de la mezcla. Las leyes de Dalton y
Amagat son exactamente válidas para mezclas de gases ideales,
pero sólo lo son aproximadamente para mezclas de gases
reales. Se pueden expresar como
Ley de Dalton:
Ley de Amagat:
fm i m i
m m
y
m m a
k
i1
M m m m
N m
a
k
m i y
i1
y i M i y
y i N i
N m
N m a
k
N i
i1
R m R u
M m
fm i y M i
i y M
M m 1
k
m
fm i
a
i1 M i
Aquí P i se llama presión del componente, y V i se llama
el volumen del componente. Asimismo, la relación P i /P m se
llama fracción de presión y la razón V i /V m se llama fracción
de volumen del componente i. Para gases ideales, P i y V i se
pueden relacionar con y i por
P i
P m
P m
V m
V i
V m
k
P i T m , V m
i 1
k
V i T m , P m
i 1
N i
N m
La cantidad y i P m se llama presión parcial y la cantidad
y i V m se llama volumen parcial. El comportamiento P-v-T
de las mezclas de gases reales se puede predecir usando la
y i
carta generalizada de compresibilidad. El factor de compresibilidad
de la mezcla se puede expresar en términos de los factores
de compresibilidad de los gases individuales como
donde Z i se determina ya sea a T m y V m (ley de Dalton) o a
T m y P m (ley de Amagat) para cada gas individual. El comportamiento
P-V-T de una mezcla de gases se puede predecir
también aproximadamente por la regla de Kay, que se base en
tratar una mezcla de gases como si fuera una sustancia pura,
con propiedades pseudocríticas determinadas por
Las propiedades extensivas de una mezcla de gases, en
general, se pueden determinar sumando las contribuciones de
cada componente de la mezcla. Para la evaluación de las propiedades
intensivas de una mezcla de gases, sin embargo, se
necesita promediar en términos de fracciones de masa o molares:
y
P ¿ cr,m a
k
U m
H m
S m
i1
u m a
k
i1
h m a
k
i1
s m a
k
i1
c v,m a
k
i1
c p,m a
k
i1
Z m
y i P cr,i y
k
U i
i 1
k
H i
i 1
k
S i
i 1
k
k
k
fm i u i y
fm i h i y
fm i s i y
m i s i
i 1
k
fm i c v,i y
fm i c p,i y
y i Z i
i 1
m i u i
i 1
m i h i
i 1
T ¿ cr,m a
k
u m a
k
h m a
k
s m a
k
c v,m a
k
c p,m a
k
Estas relaciones son exactas para mezclas de gases ideales, y
aproximadas para mezclas de gases reales. Las propiedades o
los cambios de propiedades de los componentes individuales
se pueden determinar usando las relaciones para gases ideales
o reales que se desarrollaron en capítulos anteriores.
k
k
k
i1
i1
i1
y i u i
y i h i
y i s i
i1
i1
i1
N i u i
i 1
N i h i
i 1
N i s i
i 1
y i T cr,i
y i c v,i
y i c p,i