Mezcla de gases

Vista previa del material en texto

Termodinámica
Mezcla de gases
Profesor: Freddy J. Rojas, M.Sc.
Freddy J. Rojas, M.Sc. 2
Composición de mezcla de gases: masa 
y número de moles de la mezcla






k
i
im
k
i
im
NN
mm
1
1
Freddy J. Rojas, M.Sc. 3
Composición de mezcla de gases: 
fracción másica y molar
m
i
i
m
i
i
N
N
x
m
m
y


Freddy J. Rojas, M.Sc. 4
Composición de mezcla de 
gases: fracción molar y de masa
1
1
1
1






k
i
i
k
i
i
x
y
Freddy J. Rojas, M.Sc. 5
Composición de mezcla de gases: masa 
molar de la mezcla
NMm 




k
i
ii
m
ii
m
i
m
m
m Mx
N
MN
N
m
N
m
M
1
Freddy J. Rojas, M.Sc. 6
Composición de mezcla de gases: 
fracción másica y molar
m
i
i
mm
ii
m
i
i
M
M
x
MN
MN
m
m
y 
Freddy J. Rojas, M.Sc. 7
Composición de mezcla de gases: 
constante de gas de una mezcla
TNRPV
mRTPV
u

m
u
m
M
R
R 
Freddy J. Rojas, M.Sc. 8
Comportamiento P-V-T de mezcla de 
gases: gases ideales y reales
mRTPV 
ZmRTPV 
Gas ideal:
Gas real:
Comportamiento P-V-T de mezcla de 
gases: modelos matemáticos



k
i
im PP
1
Freddy J. Rojas, M.Sc. 9



k
i
im VV
1
),( mm VT
),( mm PT
Ley de DALTON:
Ley de AMAGAT:
Comportamiento P-V-T de mezcla de 
gases: mezcla de gases ideales
m
i
m
i
m
i
i
N
N
V
V
P
P
x 
Freddy J. Rojas, M.Sc. 10
Comportamiento P-V-T de mezcla de 
gases: mezcla de gases reales
TZNRPV u
Freddy J. Rojas, M.Sc. 11



k
i
iim ZxZ
1
Un valor de una propiedad predicho mediante este 
enfoque puede ser muy distinto de otro valor 
determinado en forma experimental
Freddy J. Rojas, M.Sc. 12
Propiedades de mezcla de 
gases: gases ideales y reales









k
i
ii
k
i
ii
k
i
im
k
i
ii
k
i
ii
k
i
im
k
i
ii
k
i
ii
k
i
im
sNsmSS
hNhmHH
uNumUU
111
111
111
Freddy J. Rojas, M.Sc. 13
Propiedades de mezcla de 
gases: gases ideales y reales









k
i
ii
k
i
ii
k
i
im
k
i
ii
k
i
ii
k
i
im
k
i
ii
k
i
ii
k
i
im
sNsmSS
hNhmHH
uNumUU
111
111
111
Freddy J. Rojas, M.Sc. 14
Propiedades de mezcla de 
gases: gases ideales y reales









k
i
iim
k
i
iim
k
i
iim
sys
hyh
uyu
1
1
1









k
i
iim
k
i
iim
k
i
iim
sxs
hxh
uxu
1
_
1
_
1
_
Donde: 
ui=kJ/kg
hi=kJ/kg
si=kJ/kg.K
Donde: 
 𝑢i=kJ/kmol
 ℎi=kJ/kmol
 𝑠i=kJ/kmol.K
Propiedades de mezcla de 
gases: gases ideales y reales






k
i
ipimp
k
i
ivimv
cyc
cyc
1
,,
1
,,
Freddy J. Rojas, M.Sc. 15






k
i
ipimp
k
i
ivimv
cxc
cxc
1
,,
_
1
,,
_
Donde: 
Cvi=kJ/kg.K
Cpi=kJ/kg.K
Donde: 
𝐶𝑣i=kJ/kmol.K
𝐶𝑝i=kJ/kmol.K
Freddy J. Rojas, M.Sc. 16
Propiedades de mezcla de 
gases: gases ideales
1,1,
2,2,
1,
2,
,
1,
2,
1,
2,
,1,2,
1,1,
2,2,
1,
2,
,
1,
2,
1,
2,
,1,2,
1,2,,1,2,
1,2,,1,2,
lnlnlnln
lnlnlnln
)(
)(
mi
mi
u
i
i
ip
i
i
u
i
i
ipiii
mi
mi
i
i
i
ip
i
i
i
i
i
ipiii
iiipiii
iiiviii
px
px
R
T
T
c
p
p
R
T
T
csss
px
px
R
T
T
c
p
p
R
T
T
csss
TTchhh
TTcuuu




Propiedades de mezcla de 
gases: gases reales
mmmmm
mmmmm
dPvdsTdh
dPvdhdsT


Freddy J. Rojas, M.Sc. 17
miiiimii dPvysydThyd )()()(  
miimi
miimii
dPvdsTdh
dPvdsTdhy

 0)(