sábado, 28 de mayo de 2011

GAS IDEAL Y GAS REAL PARTE III

Parte III DIAGRAMA PVT

En la siguiente gráfica, la curva de color negro es la envolvente de fases. A la izquierda de esta envolvente, el compuesto se encuentra en fase líquida mientras que a la derecha se encuentra como vapor. Dentro de esta envolvente el compuesto existe como un equilibrio líquido vapor. El punto más alto representa las condiciones que se define (para compuesto puro) como la máxima presión y temperatura a las cuales puede existir el equilibrio líquido-vapor. La sección de la envolvente trazada a la izquierda del punto crítico se conoce como la curva de líquido saturado, mientras que la trazada a la derecha del punto crítico es la curva de vapor saturado. La línea azul, es una isoterma (temperatura constante) calculada a través de la ecuación de van der waals.

Para una presión elevada, P1, la isoterma se toca en un solo punto, por lo tanto solo existe una raíz real y positiva para estas condiciones. Para una presión baja, P3, también se toca en un solo punto la isoterma, lo que significa que a esas condiciones solo existe una raíz real y positiva. Para el rango de presiones comprendido en la banda azul, como por ejemplo P2, la isoterma se toca en tres puntos, existen entonces tres raíces reales y positivas en esas condiciones de presión y temperatura. Un caso muy peculiar no se muestra en la figura. En la isoterma del punto crítico, para la presión crítica existirán tres raíces reales, positivas e iguales. Esa raíz corresponde al volumen crítico del compuesto.

Se puede observar dentro de la envolvente que la isoterma presenta un mínimo y un máximo. Este comportamiento no se corresponde con la realidad, debido a que el cambio de fase de un compuesto puro debe ocurrir a presión y temperatura constante. Este proceso de cambio de fase se representa mediante una isoterma horizontal que parte desde la curva de líquido saturado y termina en la curva de vapor saturado.

La Presión P2 mostrada en el diagrama es la presión de saturación a la temperatura de la isoterma. Manteniendo la temperatura constante, para una presión mayor a P2 el compuesto se encuentra en estado líquido, entonces la raíz que tiene sentido físico es la menor. Para una presión menor a P2, el compuesto se debe encontrar en estado vapor o gas y por lo tanto la raíz mayor es la que tendrá significado físico. Para la presión P2, las raíces con significado físico son la menor y la mayor ya que ellas corresponden al volumen del líquido saturado y vapor saturado respectivamente. Para el cálculo de las propiedades del compuesto en estado líquido se utilizan otras correlaciones, por lo que las ecuaciones de estado deben ser aplicadas solo a partir del punto de líquido saturado.

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