Gases Ideales.

GAS IDEAL

Un gas ideal es un gas que tiene unas propiedades idealizadas, es decir un comportamiento predecible fácilmente, es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. 

El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecánica estadística.

En condiciones normales tales como condiciones normales de presión y temperatura, la mayoría de los gases reales se comporta en forma cualitativa como un gas ideal. 

ECUACIÓN DE ESTADO DE GAS IDEAL

Las tablas proporcionan información muy exacta acerca de las propiedades, pero son voluminosas y vulnerables a errores tipográficos. Un enfoque más práctico y deseable sería tener entre las propiedades algunas relaciones simples que sean suficientemente generales y precisas.

Cualquier ecuación que relacione la presión, la temperatura y el volumen específico de una sustancia se denomina ecuación de estado.

Las relaciones de propiedades que comprenden a otras pertenecientes a una sustancia que se halla en estados de equilibrio, también se conocen como ecuaciones de estado. Hay varias ecuaciones de estado, algunas sencillas y otras muy complejas: la más sencilla y mejor conocida para sustancias en la fase gaseosa es la ecuación de estado de gas ideal, la cual predice el comportamiento P-v-T de un gas con bastante exactitud, dentro de cierta región elegida adecuadamente.

Los franceses J. Charles y J. Gay-Lussac determinaron de modo experimental que a bajas presiones el volumen de un gas es proporcional a su temperatura. Es decir, 

Pv=RT

Al escribir dos veces la ecuación para una masa fija y simplificar, las propiedades de un gas ideal en dos estados diferentes se relacionan entre sí por medio de.

P1V1/T1 =P2V/T2

Para esto mismo, también existe algo que se llama factor de corrección, en la cual se introducen los valore de la presión pseudereducida y la temperatura pseudoreducida, aquí lo que se hace es aplicar el uso de la carta de compresibilidad para obtener estos valores, y corregir elvalor hallado con la ecuación de gas ideal.

Ecuación de Van der Waals 

Se propuso en 1873, tiene dos constantes que se determinan del comportamiento de una sustancia en el punto crítico, y está dada por 

Van der Waals intentó mejorar la ecuación de estado de gas ideal al incluir dos de los efectos no considerados en el modelo de gas ideal: las fuerzas de atracción intermoleculares y el volumen que ocupan las moléculas por sí mismas. El término a/v2 toma en cuenta las fuerzas intermoleculares y b el volumen que ocupan las moléculas de gas. En una habitación a presión y temperatura atmosféricas, el volumen que en realidad ocupan las moléculas es alrededor de la milésima parte del volumen de la habitación. A medida que aumenta la presión, el volumen ocupado por las moléculas se vuelve una parte cada vez más importante del volumen total. Van der Waals propuso corregir esto reemplazando v en la relación del gas ideal por v – b, donde b  representa el volumen que ocupan las moléculas de gas por unidad de masa.

Ecuación de estado de Beattie-Bridgeman

La ecuación de Beattie-Bridgeman, propuesta en 1928, es una ecuación de estado basada en cinco constantes determinadas de forma experimental. Se expresa como




Se sabe que la ecuación de Beattie-Bridgeman es razonablemente precisa para densidades de hasta 0.8rcr, donde rcr es la densidad de la sustancia en el punto crítico.

Ecuación de estado de Benedict-Webb-Rubin

En 1940, Benedict, Webb y Rubin ampliaron la ecuación de Beattie-Bridgeman y consiguieron aumentar el número de constantes a ocho. Se expresa como

Los valores de las constantes que aparecen en esta ecuación. Esta ecuación puede manejar sustancias a densidades de hasta 2.5rcr