Asdasd

Clasificado en Lengua y literatura

Escrito el en español con un tamaño de 94,1 KB

 

Volumen específico
El volumen específico (v) es el volumen ocupado por unidad de masa de un material. Es la inversa de la densidad. No dependen de la cantidad de materia. Ejemplos: dos pedazos de hierro de distinto tamaño tienen diferente peso y volumen pero el peso específico de ambos será igual. Este es independiente de la cantidad de materia considerada para calcularlo. Dentro de estas están con ejemplo el punto de ebullición, el brillo, el color, la dureza y el punto de fusión
Imagen
Donde, V es el volumen, m es la masa y ñ es la densidad del material.
Se expresa en unidades de volumen sobre unidades de masa. Ejemplo:
Imageno Imagen.
Volumen específico para un gas ideal
Para un gas ideal también se verifica la siguiente ecuación:
Imagen
Donde, R es la constante de los gases (R=0'082),M es la masa molar del gas, T es la temperatura y P es la presión del gas.

Medida de la viscosidad de un gas mediante un tubo capilar
La ley de Poiseuille para los gases
Supongamos un tubo capilar de radio r y longitud L por el cual fluye un gas cuando la diferencia de presión en sus extremos es p-p0
La ley de Poiseuille que hemos deducido para un fluido viscoso incomprensible, afirma que el gasto G=dV/dt (volumen de fluido que atraviesa la sección normal del capilar en la unidad de tiempo) es directamente proporcional al gradiente de presión a lo largo del tubo, es decir al cociente (p-p0)/L.
Imagen
Ahora bien, para un gas que fluye a través del tubo capilar, el volumen de gas que entra en la unidad de tiempo a una presión p no es igual al volumen que sale del tubo a la presión p0 (atmosférica) debido a la comprensibilidad de los gases. Sin embargo, la masa de gas que entra en la unidad de tiempo es igual a la masa de gas que sale en la unidad de tiempo.
Escribimos la ley de Poiseuille de la forma
Imagen
dV/dt es el volumen de gas que atraviesa la sección normal del tubo capilar situada a una distancia x del extremo del tubo, en la unidad de tiempo. dp/dx es el gradiente de presión en dicha posición.
Teniendo en cuenta la ley de los gases ideales p·V=nRT
·n es el número de moles n=m/M ,
·m es la masa de gas contenida en el volumen V,
·M el peso molecular,
·R=8.3143 J/(K·mol) la constante de los gases
·T la temperatura absoluta.
Imagen
La ley de Poiseuille se escribe
Imagen
El signo menos aparece por que la presión p del gas disminuye a medida que sale por el tubo capilar
Integramos esta ecuación teniendo en cuenta que dm/dt es constante a lo largo del tubo capilar. La presión en el extremo x=0 del tubo capilar es p y la presión en el otro extremo x=L es p0 (atmosférica).
Imagen

Factor Correlación del Gas Z
Si bien hay muchos modelos matemáticos distintos, todos de pueden generalizar mediante la siguiente expresión:
Imagen
Z es lo que se denomina factor de compresibilidad, que representa cuán alejado estamos del modelo ideal de los gases. Si z vale 1, entonces el modelo ideal es aplicable. Sin embargo, los valores de z pueden variar entre 0 y 1, e incluso puede tomar valores mayores a 1. La desviación z se puede calcular con cualquiera de los modelos matemáticos. De la ecuación anterior sale que
Imagen
Si se resuelve lo anterior para los distintos modelos, se puede hallar z. Según qué modelo estemos usando, la z expresará la desviación de ese modelo respecto al modelo ideal. Si estamos trabajando a cierta presión y temperatura, tendremos cierto valor de volumen específico. Si tenemos una medición experimental del volumen específico, podemos expresar donde íi es el volumen específico molar ideal y ír el volumen específico molar real (medido). La expresión anterior sirve también para hallar z usando el volumen específico calculado con el modelo ideal y el calculado con otro de los modelos matemáticos.
Imagen



Compresibilidad Isotérmica del Gas (Cg)

La variación de la compresibilidad de un fluido con la presión y temperatura es de gran importancia para los cálculos de ingeniería de yacimientos. Para una fase liquida, la compresibilidad es pequeña y se asume en ocasiones constante, pero para los gases no sucede lo mismo. La compresibilidad isotérmica del gas es el cambio en el volumen por unidad de cambio de presión.

Para gas ideal, Z=1 constante, y la compresibilidad es Cg= 1/P

Sistemas Multicomponentes y Sistemas Monocomponentes
Un sistema puede ser simple o complejo, homogéneo o heterogéneo, monocomponente o multicomponente. Un gas contenido en un cilindro es un sistema simple. Un sistema puede estar constituido por subsistemas o fases diferenciadas entre si por discontinuidades en sus propiedades físicas. Definimos fase como un sistema o aprte de él que es homogéneo, es decir, cada una de sus propiedades intensivas (definidas más adelante) toma el mismo valor en cada punto. Un sistema constituido por varias fases es heterogéneo. Una fase puede ser una sustancia químicamente pura, sistema monocomponente, o puede contener más de un componente, sistema multicomponente (binario, ternario…). Debe tenerse cuidado y no confundir estado de agregación con fase. Por ejemplo, una mezcla de agua y aceite (inmiscibles) es un sistema compuesto por una única fase binaria líquida que, para ciertas concentraciones y temperaturas, se transforma en un sistema complejo al separarse en dos fases líquidas, cada una de ellas compuestas por alcohol y agua, pero en concentraciones diferentes, así pues en un único estado de agregación. Una mezcla de agua y hielo es un sistema complejo compuesto por dos fases monocomponentes, cada una en un estado de agregación diferente.
La tecnología multicomponente está evolucionando a una velocidad vertiginosa ya que permite diferentes combinaciones de materiales que ofrecen ventajas como tiempos de ciclos reducidos; frente a dos máquinas monocomponente, el ajuste de la máquina resulta más sencillo y más rápido, se simplifican los diferentes pasos de trabajo; se reduce el esfuerzo de montaje; aumentan tanto la calidad como la repetibilidad, se precisa menos espacio y se reduce el consumo de energía. La tecnología multicomponente está evolucionando a una velocidad vertiginosa ya que permite diferentes combinaciones de materiales que ofrecen ventajas como tiempos de ciclos reducidos; frente a dos máquinas monocomponente, el ajuste de la máquina resulta más sencillo y más rápido, se simplifican los diferentes pasos de trabajo; se reduce el esfuerzo de montaje; aumentan tanto la calidad como la repetibilidad, se precisa menos espacio y se reduce el consumo de energía.
El número de fases que puede coexistir en un sistema no es arbitrario. Por ejemplo, en un sistema monocomponente el potencial químico es función de Imageny Imagen, de manera que si coexisten dos fases Imageny Imagendebe cumplirse
Imagen

De aquí se obtiene una relación Imagenque habíamos denominado curva de coexistencia. Estas dos fases pueden coexistir con otra fase Imagen, y existirá la posibilidad de que coexistan las tres fases simultáneamente cuando
Imagen

Esto conforma un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas: Imageny Imagen. Cuando el sistema tenga solución, tendremos un punto triple determinado por estas ecuaciones.

Imagen
Si ahora consideramos un sistema constituido por Imagencomponentes químicos, en cada fase el potencial de Gibbs será función de las variables , o equivalentemente, el potencial de Gibbs molar será función de Imagen; las variables Imagenno son todas independientes ya que están sujetas a la condición Imagen.
Los criterios de estabilidad indican que Imageny Imagendeben ser cóncavos en Imageny Imageny convexos en ImagenoImagen. Cuando falla el criterio de estabilidad en un sistema multicomponente, también ocurren transiciones de fase. Cada fase, en general, tiene una composición distinta: por ejemplo, el agua con sal hierve a presión atmosférica coexistiendo con vapor que siempre es mucho más diluido en sal; justamente en esto se basa la destilación, ya que si se logra condensar nuevamente el vapor, el líquido resultante será agua cada vez más pura.
Así como el número máximo de fases que pueden coexistir en un sistema monocomponente es tres, en un sistema con Imagencomponentes químicos pueden coexistir Imagenfases. Esta restricción se conoce como regla de fases de Gibbs, y para demostrarlo supondremos primero que en nuestro sistema coexisten Imagenfases. La condición de coexistencia implica que el potencial químico de la componente 1 debe igualarse en las Imagenfases:
Imagen


Éste es un sistema de Imagenecuaciones independientes relacionando Imagen, Imageny las Imagenfracciones molares Imagende cada fase Imagen. La misma condición debe satisfacerse para los potenciales químicos de cada una de las Imagencomponentes, con lo que completamos un sistema de Imagenecuaciones para determinar Imagenincógnitas ( Imagen). Como el número de ecuaciones no puede ser mayor que el número de incógnitas, debe cumplirse.

Imagen

Ya hemos visto que para un sistema monocomponente esta regla se cumple, puesImagen, es decir, a lo sumo pueden coexistir tres fases. En los sistemas binarios, Imagen.

Viscosidad del Gas
La viscosidad de un fluido (gas o líquido), en su definición más simple, nos da su resistencia a fluir. En particular, la viscosidad de un gas se determina, la mayoría de las veces, por la velocidad de transferencia del momento del flujo desde las láminas que se mueven más rápidas a las más lentas.

Es la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad del esfuerzo cortante, que se aplica a una porción de fluido para que adquiera movimiento (viscosidad dinámica). Hay distinto tipos de viscosidad, siendo las de mayor estudio la dinámica y la cinemática, siendo ésta última la resistencia que se genera al fluir un fluido bajo el efecto de la gravedad. La viscosidad de los gases tendrá el siguiente comportamiento:
- A bajas presiones (menor a 1500 lpc), un aumento de la temperatura aumentará la viscosidad del gas .

- A altas presiones (mayor a 1500 lpc), un aumento de la temperatura disminuye la viscosidad.

- A cualquier temperatura, si se aumenta la presión la viscosidad aumenta.

- La viscosidad será mayor, a medida que el gas posea componentes más pesados.