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BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

 

RODRIGO LONDOÑO GARCÍA

 

 

 

 

 

26 

Balances de masa y energía 

P

r

 = P / P

V

r

 = P

C

V / nRT

 

La ecuación de Van der Waals no es tan general como la ecuación de estado para los gases 

ideales pues contiene términos con valores distintos para cada gas. Esta ecuación introduce sobre 

la ecuación de los gases ideales una corrección asociada con el volumen de las propias moléculas 

y otra corrección asociada con las fuerzas de atracción entre las moléculas: 

 (P + n

2

a / V

2

)*(V 

– nb) = nRT 

V: Volumen de n moles de gas. 

El término n

2

a / V

2

 está relacionado con las fuerzas de atracción entre las moléculas y suma a P 

porque  la  presión  medida  es  más  baja  de  lo  esperado  debido  a  esas  fuerzas.  El  valor  b  está 

relacionado con el volumen de las moléculas de gas y nb se resta del volumen medido para obtener 

el volumen libre del gas. Los valores de a y b son específicos para cada gas y pueden obtenerse 

en los manuales de referencia de química. 

 

La ecuación de estado del factor de compresibilidad incluye el factor de compresibilidad de 

una especie gaseosa, el cual se define como:  

z = PV / nRT. 

Si el gas se comporta ideamentel, z = 1. El grado en que z difiere de 1 es una medida del grado en 

el  que el gas se  aleja del  comportamiento  ideal.  La  ecuación anterior  puede  escribirse así  para 

formar la ecuación de estado del factor de compresibilidad

PV = znRT. 

Valores  de  z  para  un  número  limitado  de  sustancias  se  encuentran  en  el  Manual  del  Ingeniero 

Químico de Perry. 

El  factor  de  compresibilidad  puede  calcularse  para  cualquier  sustancia  a  T  y  P  dadas  con  este 

procedimiento: 

- Busque T

C

 y P

C

 para la sustancia. 

- Calcule T

r

 y P

r

 o V

r

- Consulte el valor de z en una gráfica general de compresibilidad donde se grafica z contra P

r

 para 

valores específicos de T

r

La base para calcular z de este modo es la ley de los estados correspondientes la cual establece 

que  los  valores  de  ciertas  propiedades  físicas  de  un  gas  (como  el  factor  de  compresibilidad), 



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