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Gráfico del factor de compresibilidad - ¿Qué gas alcanza un mínimo más profundo?

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Como en el gráfico dado, ¿cómo puedo predecir qué curva de entre las de hidrógeno, metano y dióxido de carbono alcanza un mínimo absoluto más profundo? (mayor desviación de Z=1). De hecho, ¿cómo puedo hacer esta comparación para cualquier gas y de qué factores depende?

¿Existe alguna dependencia de la temperatura de lo anterior?

Si no se puede decir nada en general, al menos me gustaría saber cómo hacer la comparación para el amoníaco y el metano, ya que se ha preguntado anteriormente en un concurso hace años.

Busco más bien una comparación cualitativa, pero todo tipo de respuestas son bienvenidas.

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ghostly606 Puntos 6

Existe una dependencia de la temperatura, para una misma molécula cuanto más baja es la temperatura, más pequeño es el mínimo $Z$ . Esto se puede ver si se traza $Z$ vs $P$ utilizando la ecuación de Van der Waals. Esto tiene sentido porque a menor temperatura ( y por tanto menor energía) las moléculas son más capaces de asociarse entre sí y por tanto son menos "ideales", es decir, hay menos energía con la que romper las interacciones intermoleculares.

Si se traza $Z$ vs $P$ utilizando presión, temperatura y volumen reducidos, como $T_r=T/T_c,\; P_r=P/P_c,\;V_r=V/V_c$ donde el subíndice $c$ indica valores en el punto crítico, entonces muchos gases caen en las mismas parcelas a una temperatura determinada. Esto se denomina "Ley de los estados correspondientes". Las constantes $a$ y $b$ se eliminan de la ecuación final para $Z$ aunque parece que se utilizarán, haciendo que la ecuación resultante sea "universal". Así, todos los gases se comportan de la misma manera cuando se comparan en las condiciones correspondientes".

vdw corresponding states

$Z$ vs $P_r$ a diferentes temperaturas reducidas

Para un gas de Van der Waals $(P+a/V_m^2)(V_m-b)=RT$ donde $a$ y $b$ se obtienen del experimento para cada gas y $V_m$ es el volumen molar y $T_C=8a/(27Rb), \; P_c=a/(27b^2) ,\; V_{mc}=3b$ donde $V_{mc}$ es el volumen molar crítico.

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Todo lo que has dicho en la respuesta se puede utilizar para entender el gráfico Z vs P a diferentes temperaturas para un gas en particular, pero no entiendo cómo puedo utilizar esta información para obtener lo que el OP ha pedido?

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Estos gráficos se aplican a muchos gases a la misma temperatura y presión reducidas, ya que están en unidades reducidas. Gases/vapores como el agua, el nitrógeno, el etileno, el dióxido de carbono, el metano, el isopentano y el butano, y probablemente muchos otros, encajan bien.

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