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• TatianaGodínezMarroquín

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RESUMEN En la practica “Compresibilidad isotermica”, se utiliza el equipo BoyleMendez para determinar el comportamiento de la compresibilidad isotérmica, volumen residual, factor de compresibilidad, fugacidad y coeficiente de fugacidad en función de la presión del aire. Así como de la comparación de las variaciones del volumen molar en función del aumento de presión del aire como gas real con los valores obtenidos de Van der Waals, Redlich-Kwong y gas ideal; asumiendo el sistema isotérmico. Se sometio el gas a diez aumentos de presión en los cuales se midio el volumen para generar una grafica de volumen molar en función de la presión ; a partir de la linealización de esta gráfica se obtuvo un modelo matemático. Este modelo fue sometido a una diferenciación parcial del volumen molar con respecto a la presion; el dato obtenido fue multiplicado por el negativo del inverso de cada dato de volumen molar, para así obtener los datos numéricos de la compresibilidad isotermica. El volumen residual es el resultado de la diferencia entre los valores de volumen real e ideal. el factor de compresibilidad se obtuvo mediante la correlacion de Lee/ kesler. El coeficiente de fugacidad se obtuvo a través de la ecuación de potencial químico, despejando para el coeficiente de fugacidad y realizando un análisis integral. El coeficiente de fugacidad por la presión da como resultado la fugacidad. Para la grafica comprativa vm – P del aire se determino el vm con las ecuaciones del gas ideal, van der Waals y redlich kwong. De acuerdo con los resultados en las gráficas, se determinó que la compresibilidad isotérmica, volumen residual, factor de compresibilidad, fugacidad y coeficiente de fugacidad tienen un comportamiento ascendente al aumentar la presión, por el contrario de los volúmenes molares real, gas ideal, Van der Waals y Redlich-Kwong, cuya tendencia fue a disminuir conforme se aumentaba la presión. El análisis estadístico reflejó que existe un efecto significativo de la presión sobre la compresibilidad isotérmica. Y que La compresibilidad isotérmica, volumen residual,volumen molar, factor de compresibilidad, fugacidad y coeficiente de fugacidad n o presentan una relación lineal respecto a la presión. El análisis de error determinó que el instrumento que mayor error aportó a la práctica fue el volumen del aire contenido en el equipo Boyle-Méndez. El experimento fue realizado en la Campus central de la Universidad de San Carlos de Guatemala, a una temperatura ambiente de 17°C y una presión atmosférica de 0.84atm.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

En la practica “Compresibilidad isotermica”, se determino comportamiento de la compresibilidad isotérmica, volumen residual, factor de compresibilidad, fugacidad y coeficiente de fugacidad en función de la presión del aire en un rango de 60000 – 150000 Pa. Así como de la comparación de las variaciones del volumen molar en función del aumento de presión del aire como gas real con los valores obtenidos de Van der Waals, Redlich-Kwong y gas ideal, a temperatura constante. Para determinar la desviación del comportamiento del aire de la idealidad. Se utilizo el equipo Boyle Mendez, que consiste en dos cilindros que contienen aceite, el cual funciona como piston, conectados a un manometro y un inflador; con válvulas que regulan el paso de aire y aceite. Se establecieron condiciones iniciales de volumen, presión y temperatura para obtener los moles de aire, los cuales son constantes durante todo el experimento. A medida que se presióna el inflador el aceite sube y genera un aumento de presión dentro del cilindro , comprmiendo el aire, en este momento se mide el volumen a determinada presión. Se Repitio el proceso a 10 presiones diferentes. En relación a la gráfica volumen molar – presión (grafica1), se puede observar que a medida que aumenta la presión el volumen molar disminuye esto se debe a que cuanta mayor presión se ejerza sobre las partículas del aire estas se comprimen, existe mayor cantidad de choques entre ellas y entre las paredes del recipiente cerrado que las contiene. Se realizó una comparación entre el volumen molar del gas ideal y gas real, utilizando para esta última las ecuaciones de estado del gas real, Van der Waals y Redlich Kwong; de lo cual se puede decir que el comportamiento de las líneas de tendencia del gas ideal, van der Waals y Redlich Kwong fue muy parecido, sin embargo el comportamiento del gas (aire) a presiones bajas estuvo muy alejado de las anteriores, pero a presiones altas se acerco al comportamiento ideal. Con respecto al análisis de error la presión posee una influencia significativa sobre el volumen molar del aire. Con respecto a la gráfica compresibilidad isotérmica – presión (grafica 2), se puede observar que la compresibilidad isotérmica aumenta conforme aumenta la presión, es directamente porporcional a la presión. Ya que La compresibilidad isotérmica es La velocidad en que el aire reduce su volumen en función de la presiónes, a mayores el volumen disminuye rapidamente. La compresibilidad isotérmica y la presión no presentan correlacion lineal.

La gráfica del volumen molar residual – presión (grafica 3), muestra que a medida que se aumenta la presión del sistema, la desviación entre los datos va a ir aumentando, explicando esto último quiere decir que si el comportamiento real y el ideal fueran el mismo, estas se cancelarían y la propiedad residual tendría un valor de 0. Según el análisis de error no existe correlacion lineal entre el volumen residual y la presión.

La gráfica del factor de compresibilidad – presión (grafica 4), muestra que el factor de compresibilidad aumenta a medida que se ejerce mayor presión. Ya que un gas ideal se da a condiciones de altas temperaturas y bajas presiones, al estar variando las presiones (aumento de presiones), va a haber un aumento en la desviación entre el gas ideal y el real. El volumen molar del gas real es mayor que el volumen molar del correspondiente gas ideal , lo que causa que sea mayor a 1. El análisis de error para la compresibilidad isotérmica muestra no existe correlacion lineal con la presión. Como se muestra en la gráfica de coeficiente de fugacidad – presión (grafica 5), el coeficiente de fugacidad aumenta conforme aumenta la presión en valores muy cercanos a 1, lo que no corresponde a lo esperado ya que es inversamente a la presión. El coeficiente de fugacidad es otro parámetro de corrección entre un gas real e ideal, y a presiones altas los gases se alejan de la idealidad. Según el análisis de error el coeficiente de fugacidad y la presión no presentan una realcion lineal. En la gráfica de fugacidad – presión (grafica 6), la fugacidad va en aumento con forme la presión aumenta, ya que la fugacidad es definida como: “una presión corregida”, esto quiere decir que la fugacidad tendrá valores semejantes a la presión, y depende del coeficiente de fugacidad. No existe correlacion lineal entre los valores de fugacidad y presión, según el análisis de error.

METODOLOGÍA DE CÁLCULO