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1. 1
1
SEMANA 4
Universidad Nacional del Centro del Perù
FACULATAD DE INGENIERIA MECÀNICA
Termodinámica I
Mezclas de Gases y Gases Reales

2. definición
A diferencia de los gases ideales, los
gases reales tienen en cuenta las
interacciones entre las moléculas y
el volumen ocupado por ellas.
La teoría de gases reales se utiliza para
describir el comportamiento de los gases
en condiciones en las que las leyes de los
gases ideales no son aplicables.
Existen a bajas
presiones y a
temperaturas altas
Existen a altas
presiones y a
temperaturas bajas
Al hacer las modificaciones de la ecuación de los gases ideales se
presentan 5 ecuaciones para gases reales

3. 1. Ecuación de Van der Waals
La ecuación de Van derWaals es una modificación de la ecuación de los gases
ideales que incluye dos factores de corrección:
Donde:
•P Es la presión del gas.
•Vm Es el volumen molar del gas.�
�=
??????(�����??????�)
�(���??????�)
•T Es la temperatura.
•R Es la constante universal de los gases.
•
??????
??????
??????
??????
Es una corrección por la disminución de presión ejercida por el gas ejercida
por la interacción entre las moléculas del gas
•b Es una corrección de ignorar el volumen ocupado por las moléculas de un
gas en las propiedades de un gas real

5. CONTANTES a y b DE VAN DER WALS

6. CONTANTES a y b DE VAN DER WALS

7. Calcular la presión de 1 mol de gas nitrógeno (N
2
) a 300 K en un
volumen de 10 L utilizando la ecuación de Van derWaals. Las
constantes de Van derWaals para el N
2son a=1.39 L
2
atm/mol
2
yb=0.039 L/mol.
Problema 1

8. Calcular la presión de 1 mol de gas nitrógeno (N2​) a 300 K en un volumen de
10 L utilizando la ecuación de Van derWaals. Las constantes de Van der
Waals para el N2 son a=1.39 L
2
atm/mol
2
y b=0.039 L/mol.

9. Calcular el volumen de 2 moles de gas dióxido de carbono (CO
2) a 400 K y 5 atm
utilizando la ecuación de Van derWaals. Las constantes de Van derWaals
paraCO
2sona=3.59L
2
atm/mol
2
yb=0.0427L/mol.
Problema 2

10. Calcular el volumen de 2 moles de gas dióxido de carbono (CO2​) a 400 K y 5 atm utilizando la ecuación de
Van derWaals. Las constantes de Van derWaals paraCO2​sona=3.59L
2
atm/mol
2
yb=0.0427L/mol.

11. Problema 3
Hallar la temperatura crítica y presión crítica del gas HCl, las constantes
de Van Der Waals para el ácido clorhídrico gaseoso son �=3.67
??????��.??????
2
���
y b=40.8
??????�
3
���

12. Hallar la temperatura crítica y presión crítica del gas HCl, las constantes de Van Der Waals para el ácido
clorhídrico gaseoso son �=3.67
??????��.??????
2
���
y b=40.8
??????�
3
���

13. 2. Ecuaciòn de factor de compresibilidad
Esta ecuación es una variante más sencilla de la Ley del Gas ideal; sólo se agrega el factor “z”,
llamado Factor de Compresibilidad. Este factor se obtienedelaGráficadeFactorde
CompresibilidadGeneralizado, dependiendoyaseadelaTemperatura,laPresiónoel
Volumen especifico, dependiendo de con qué se cuente
�
�=
??????(�����??????�)
�(���????????????)

14. Temperatura reducida
Volumen molar reducida
Presión reducida

15. Un gas real tiene un volumen de 12 litros, una presión de 4 atm, una temperatura de
280 K y un factor de compresibilidadZde 0.85. Utilizando estos datos, calcula la
temperatura del gas si la presión se incrementa a 6 atm y el volumen se reduce a 9
litros, y su factor de comprensibilidad ahora es 1.2.
Problema 1

16. GRACIAS
Un gas real tiene un volumen de 12 litros, una presión de 4 atm, una temperatura de 280 K y un factor de
compresibilidadZde 0.85. Utilizando estos datos, calcula la temperatura del gas si la presión se incrementa a 6 atm
y el volumen se reduce a 9 litros, y su factor de comprensibilidad ahora es 1.2.
Datos Iniciales:
•Volumen inicial (V1​): 12 litros
•Presión inicial (P1​): 4 atm
•Temperatura inicial (T1​): 280 K
•Factor de compresibilidad inicial (Z1​): 0.85
Datos finales:
•Volumen final(V2​): 9litros
•Presión final(P2​): 6 atm
•Temperatura final(T2​): …..?
•Factor de compresibilidad final (Z2​): 1.20
Se conserva el numero de moles n1 =n2=2.46 moles
??????
2=222.8??????

17. Problema 2
Una muestra de cloro gaseoso Cl
2 se encuentra a 150.65 atm y 433.68 K; se
sabe que para este gas las constantes críticas de temperatura Tc=417 K y
Pc=76.09 atm, respectivamente. Calcular:
a)El factordecomprensibilidad
b)El volumen molar
c)elvolumen reducido del cloro para las condiciones dadas, el volumen molar
critico para el cloro es 0.1242 L/mol

18. Una muestra de cloro gaseoso Cl
2 se encuentra a 150.65 atm y 433.68 K; se sabe que para este gas las constantes críticas de
temperatura Tc=417 K y Pc=76.09 atm, respectivamente. Calcular:
a)El factordecomprensibilidad
b)El volumen molar
c)elvolumen reducido del cloro para las condiciones dadas, el volumen molar critico para el cloro es 0.1242 L/mol

19. Problemas Mixtos
Van derWaals y factor de
comprensibilidad

20. Un gas real tiene 5 moles y un volumen de 30 litros a una presión de 6 atm y una
temperatura de 300 K. Calcula el volumen usando Van Der Waals del gas si la
presión se incrementa a 12 atm y la temperatura se reduce a 280 K. Si en la parte
final se puede considerar �=1.36
??????��.??????
2
���
2
y �=0.0318
??????
���
Luego, calcula el factor
de compresibilidadZdel gas en ambas condiciones.
Problema 1

21. GRACIAS
Un gas real tiene 5 moles y un volumen de 30 litros a una presión de 6 atm y una temperatura de 300 K. Calcula el volumen del
gas usando Van Der Waals si la presión se incrementa a 12 atm y la temperatura se reduce a 280 K. Si en la parte final se puede
considerar �=1.36
??????��.??????
2
���
2
y �=0.0318
??????
���
Luego, calcula el factor de compresibilidadZdel gas en ambas condiciones.

22. Problema 2
Utiliza la ecuación de Van Der Waals para determinar el valor de Z para
el CO2 a una temperatura de 273 K, considerando que se hace uso de
un recipiente de 1 L de capacidad y el uso de 1 mol de este gas. Para
CO2 �=3.59
??????��.??????
2
���
y b=0.0427
??????
���

23. GRACIAS
Utiliza la ecuación de Van Der Waals para determinar el valor de Z para el CO2 a una temperatura de 273 K, considerando que
se hace uso de un recipiente de 1 L de capacidad y el uso de 1 mol de este gas. Para CO2 �=3.59
??????��.??????
2
���
y b=0.0427
??????
���

24. GRACIAS
GRACIAS

25. GRACIAS
GRACIAS

26. GRACIAS
GRACIAS

27. GRACIAS
Calcular la presión de una mezcla de 1 mol de gas oxígeno (O2​) y 2 moles de gas
nitrógeno (N2​) donde finalmente estarán a 300 K en un volumen de 10 L utilizando
la ecuación de Van derWaals. Las constantes de Van derWaals son:
•ParaO
2:a=1.36L
2
atm/mol
2
,b=0.0318L/mol
•ParaN
2:a=1.39L
2
atm/mol
2
,b=0.039L/mol

28. GRACIAS
Calcular la presión de una mezcla de 1 mol de gas oxígeno (O2​) y 2 moles de gas
nitrógeno (N2​) donde finalmente estarán a 300 K en un volumen de 10 L utilizando
la ecuación de Van derWaals. Las constantes de Van derWaals son:
•ParaO
2:a=1.36L
2
atm/mol
2
,b=0.0318L/mol
•ParaN
2:a=1.39L
2
atm/mol
2
,b=0.039L/mol

29. GRACIAS