ANLISIS TERMODINMICO DE MEZCLAS DE GASES NO REACTIVAS
El anlisis de una mezcla compuesta por k gases no reactivos
puede hacerse en:Anlisis en base msica Anlisis en base molar
La relacin entre masa y nmero de moles est dada por la masa
molar
g kg mol kmol
La masa molar viene a ser el peso molecular promedio de la
mezcla o de cada compuesto individual (en este caso se toma de la
tabla peridica)
La relacin entre las fracciones msicas y las fracciones molares
est dada por:
Esta relacin es til cuando se analizan gases de escape de un
sistema trmico, que por lo general son medidos en base
volumtrica
Si todos los gases en la mezcla se comportan como gases ideales,
entonces se debe cumplir: Ley de Dalton
Ley de Amagat
Si se emplea la ley de los gases ideales, tanto para la mezcla,
como para cada gas individualmente, se llega a:
Establecindose una relacin entre presin parcial, volumen parcial
nmero de moles y fraccin molar, la cual est dada por:
Si los gases no se comportan como ideales, entonces debe
introducirse el factor de compresibilidad
Clculo de propiedades de mezclas de gasesAnlisis en base msica
Anlisis en base molar
El clculo de propiedades de mezclas de gases, en trminos de las
fracciones msicas o molares es:Con fracciones msicas Con fracciones
molares
EjemploSe comprimen continuamente 0.2 kg/s de una mezcla de
gases ideales compuesta de 79% de Nitrgeno y 21% de Oxgeno, en
volumen. A la entrada la presin de la mezcla es de 100 kPa y la
temperatura de 12C y a la salida de 800 kPa y 297C. Si durante el
proceso se rechazan 9 kW de calor hacia los alrededores que se
encuentran a 12C, calcule: a)La temperatura final si el proceso
fuera isentrpico b)La eficiencia isentrpica del proceso c)Las
irreversibilidades generadas durante el proceso
Ejemplo 2En una turbina de gas se expanden continuamente 0.5
kg/s de una mezcla de gases ideales compuesta de 79% de Nitrgeno y
21% de Oxgeno, en volumen. A la entrada la presin de la mezcla es
de 800 kPa y la temperatura de 1300 K y a la salida de 100 kPa. Si
durante el proceso se rechazan 19 kW de calor hacia los alrededores
que se encuentran a 12C, calcule: a)La temperatura final si el
proceso fuera isentrpico b)La temperatura final si la eficiencia
isentrpica de la turbina es de 81% c)Las irreversibilidades
generadas durante el proceso d)La exerga a la salida de la
turbina
