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U. M. S. N. H.FACULTAD DE INGENIERÍA
QUÍMICATERMODINAMICA II
Integrantes:Arturo Romo Ramos
José Jaime Hernández VegaJesús Eduardo Barrón Rangel
Keitlan Estaban Arrieta Hernández
Resulta claro que el potencial químico proporciona el criterio fundamental para el equilibrio de fase, lo cual también es cierto para el equilibrio en reacción química.
La energía libre de Gibbs, y por lo tanto el potencial químico, se define con la relación a la energía interna y la entropía.
Fugacidad y Coeficiente de Fugacidad: Especies puras
La Fugacidad es la medida del potencial químico en la forma de "presión ajustada". Está directamente relacionada con la tendencia de una sustancia de preferir una fase (líquida, sólida o gas) frente a otra.
Podemos decir que el potencial químico es la fuerza impulsora que induce el cambio en el sistema.
El potencial químico de un sistema termodinámico es el cambio de energía que experimentaría el sistema si fuera introducida en éste una partícula adicional, manteniendo la entropía y el volumen constantes.
A partir de la información siguiente para el factor de compresibilidad de CO2 a 150 °C elabore graficas de la fugacidad y el coeficiente de fugacidad en función de la presión, para presiones de hasta 500 bares. Compare sus resultados con los que se obtengan a partir de la correlación generalizada presentada por la ecuación (11.68)
Problema (11.16)
P/bar Z
10 0.985
20 0.97
40 0.942
60 0.913
80 0.885
100 0.869
200 0.765
300 0.762
400 0.824
500 0.91
Para la resolución del problema 11.16 se realizo el cálculo del coeficiente de fugacidad por dos métodos diferentes, el primero fue utilizando la siguiente ecuación (11.35):
Por lo cual al realizar la integración de la primera formula y despejar el coeficiente de fugacidad obtenemos lo siguiente:
Así para cada par de datos se obtiene el correspondiente coeficiente de actividad, ejemplificándose para el primer par de datos:
Una vez obtenidos todos los coeficientes de fugacidad se calcula la fugacidad, multiplicando el coeficiente de fugacidad por la presión:
P/bar Z f1/bar
10 0.985 0.98065087 9.80650868
20 0.97 0.94188512 18.8377023
40 0.942 0.85559768 34.2239074
60 0.913 0.76398435 45.8390609
80 0.885 0.67777964 54.222371
100 0.869 0.62358057 62.3580574
200 0.765 0.36418089 72.8361782
300 0.762 0.3264429 97.9328702
400 0.824 0.41540648 166.162593
500 0.91 0.62543071 312.715356
0 100 200 300 400 500 6000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
𝞥 vs P
Valores Y
Presión
Coefi
cie
nte
de f
ugacid
ad
0 100 200 300 400 500 6000
50
100
150
200
250
300
350
f vs P
Valores Y
Presión
fugacid
ad
Ahora se procederá a realizar los mismos cálculos con la ecuación (11.68).
Para lo cual necesitaremos evaluar los coeficientes viriales que son función de la temperatura:
T (K) 423.15
TC (K) 304.2
PC (bar) 73.83
ω 0.224
B0 -0.16587211
B1 0.09599481
Tr 1.39102564
*Datos obtenidos del apéndice B-1 de Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química
Se ejemplifica el primer cálculo, para conocer el coeficiente de fugacidad:
𝛷 = exp 1073.831.39102564 ∗ሺ−0.16587211 + 0.224 ∗0.09599481ሻ = 0.98604089
Mientras que para la fugacidad, fi:
𝑓𝑖 = 𝛷𝑖 ∗𝑃𝑖 𝑓𝑖 = 0.98604089 ∗10 = 9.8604089
P/bar Z fi/bar
10 0.985 0.98604089 9.86040887
20 0.97 0.97227663 19.4455326
40 0.942 0.94532185 37.8128739
60 0.913 0.91911434 55.1468606
80 0.885 0.8936334 71.4906718
100 0.869 0.86885887 86.8858869
200 0.765 0.75491573 150.983147
300 0.762 0.65591523 196.77457
400 0.824 0.56989777 227.959107
500 0.91 0.49516073 247.580365
0 100 200 300 400 500 6000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
𝞥 vs P
Valores Y
Presión
coefi
cie
nte
de f
ugacid
ad
0 100 200 300 400 500 6000
50
100
150
200
250
300
f vs P
Valores Y
Presión
fugacid
ad
Gracias por su Atención!!!!!