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Mezcla de Gases
Semestre 2015/1
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Ecuacin de gas ideal
P: presin absoluta
V: volumen
N,n: nmero de moles
R: constante de los gases ideales
T: Temperatura
M: peso molecular
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Composicin de una mezcla de gases
Anlisis gravimtrico Anlisis molar
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Composicin de una mezcla de gases
Masa molar promedio y constante de gas de una mezcla Expresiones
que se derivan
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Comportamiento de mezclas de gases
Un gas ideal se define como aquel cuyas
molculas se encuentran lo
suficientemente alejadas, de forma tal que
el comportamiento de una molcula no
resulta afectado por la presencia de otras.
Los gases reales se aproximan mucho a
este comportamiento cuando se
encuentran a baja presin o a altas
temperaturas respecto de sus valores de
punto crtico.
Cuando se mezclan dos o ms gases
ideales, el comportamiento de una
molcula no es afectado por la presencia
de otras molculas similares o diferentes
y, en consecuencia, una mezcla no
reactiva de gases ideales se comporta
tambin como un gas ideal.
Aire
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Comportamiento de mezclas de gases
Ley de Dalton de presiones aditivas Ley de Amagat de volmenes
aditivos
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Mezcla de gases
Gases Ideales Gases reales
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Formas de energa
Energa interna
Suma de todas las formas microscpicas de energa
Energa sensible o calor sensible
Asociada con la energa cintica de las molculas
Energa latente o calor latente
Energa interna asociada con la fase de un sistema
Energa qumica
Energa interna asociada con los enlaces atmicos en una
molcula.
Calor especifico
Se define como la energa requerida para elevar en un grado
la
temperatura de una unidad de masa
de una sustancia.
1 kJ/kg.C = 1 j/g.C = 1 kJ/kg.K = 1 J/g.K
Calor especifico a volumen constante, Cv
Energa requerida para elevar en un grado la temperatura de una
unidad
de masa de una sustancia mientras el
volumen se mantiene constante
Calor especifico a presin constante, Cp
Energa requerida para elevar en un grado la temperatura de una
unidad
de masa de una sustancia mientras la
presin se mantiene constante
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Propiedades de mezcla de gases ideales
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Propiedades de sustancias que componen el aire Sustancia Formula
Volumen
(%)
Masa
molar
kg/kmol
Constante
de gas, R
kJ/kg.K
Cp
kJ/kg.K
Cv kJ/kg.K Tcr, K Pcr,
MPa
Vcr
m3/km
ol
Nitrogeno N2 78,084 28,013 0,2968 1,039 0,743 126,2 3,39
0,0899
Oxigeno O2
20,946 31,999 0,2598 0,918 0,658 154,8 5,08 0,0780
Argn Ar 0,9340 39,948 0,2081 0,5203 0,3122 405,5 11,28
0,0724
Dixido de carbono CO2
0,035 44,01 0,1889 0,846 0,657 304,2 7,39 0,0943
Nen Ne 0,001818 20,183 0,4119 1,0299 0,6179 44,5 2,73 0,0417
Helio He 0,000524 4,003 2,0769 5,1926 3,1156 5,3 0,23 0,0578
Metano CH4
0,000179 16,043 0,5182 2,2537 1,7354 191,1 4,64 0,0993
Aire
Si se tiene un kilogramo de aire a una temperatura de 25 C y una
presin de 1 atm, determine la masa molar de la mezcla, el volumen
de la mezcla, la fraccin molar y la fraccin en peso de cada
sustancia en la mezcla, y termine de diligenciar la mezcla.
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Propiedades de sustancias que componen el aire Sustancia Formula
Volumen
(%)
Masa
molar
kg/kmol
Constante
de gas, R
kJ/kg.K
Cp
kJ/kg.K
Cv kJ/kg.K Tcr, K Pcr,
MPa
Vcr
m3/km
ol
Nitrogeno N2 78,084 28,013 0,2968 1,039 0,743 126,2 3,39
0,0899
Oxigeno O2
20,946 31,999 0,2598 0,918 0,658 154,8 5,08 0,0780
Argn Ar 0,9340 39,948 0,2081 0,5203 0,3122 405,5 11,28
0,0724
Dixido de carbono CO2
0,035 44,01 0,1889 0,846 0,657 304,2 7,39 0,0943
Nen Ne 0,001818 20,183 0,4119 1,0299 0,6179 44,5 2,73 0,0417
Helio He 0,000524 4,003 2,0769 5,1926 3,1156 5,3 0,23 0,0578
Metano CH4
0,000179 16,043 0,5182 2,2537 1,7354 191,1 4,64 0,0993
Aire 28,97 0,2870 1,005 0,718 132,5 3,77 0,0883
Si se tiene un kilogramo de aire a una temperatura de 25 C y una
presin de 1 atm, determine la masa molar de la mezcla, el volumen
de la mezcla, la fraccin molar y la fraccin en peso de cada
sustancia en la mezcla, y termine de diligenciar la mezcla.
