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Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas Departamento de Formación Básica a!oratorio de "ermodinámica Básica Práctica N#mero $% ¨FACTOR DE COMPRESIBILIDAD “Z” POR CORRELACIONES¨
Integrantes &ndrade "e "epopotla '( Fernanda
F i rm a
)olmenares *ernande+ Brenda Fa!ian Ponce uis &l!erto ,rupo- $I'./
N#mero de e0uipo- 1
Fec2a de entrega del reporte- ./ de Noviem!re .%$/
TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES
Evento
Temperatura de ebullición t eb (℃ )
∆ h vacio
( cm )
Temperatura ambiente
( ℃)
1
32 ℃
57 cm
2
45 ℃
52.5 cm
3
50 ℃
49 cm
4
60 ℃
5
66 ℃
23 ℃
43.5 cm
39.5 cm
hbarom ( mHg ) 0.585 mHg
T c =Temperaturacritica =647.1 K
Pc = Presion critica=220.55 ¯ ¿
ω = Factor acentrico de Pitzer =0.345 CÁLCULOS
La ecuación del factor de compresibilidad a partir de correlación
( )
Z correl =1 +
B P c Pr RT c Tr
1.- alcula la temperatura reducida Tr Tr =
T eb Tc
Tr 1=
305.15 K =0.4715 K 647.1 K
Tr 2=
318.15 K =0.4 916 K 647.1 K
Tr 3=
323.15 K = 0.4993 K 647.1 K
“ Z correl ” es la siguiente:
Tr 4 =
333 .15 K =0.5148 K 647.1 K
Tr 5=
339.15 K =0.5241 K 647.1 K
2.- alcula la presión reducida !r P|sat | Pr = Pc
220.55 ¯¿ =0.000 0 90052 ¯¿
¯ ¿
0.019861 ¿ Pr 1=¿
¿ =0.000 36019 ¯¿ 220.55 ¯ ¯¿ ¿ Pr 2=¿
0.07944
220.55 ¯¿ =0.0005703 ¯¿
¯ ¿ Pr 3=¿
0.12578 ¿
220.55 ¯¿ =0.00 09005 ¯¿
¯ ¿
0.19861 ¿ Pr 4 =¿
220.55 ¯¿ =0.00 567476 ¯¿ 1.25157 Pr 5=¿
¯¿ ¿
3.- alcula la relación del segundo coe"ciente virial para cada evento.
0
B 1=0.083 −
0
B 2=0.083 −
0.422
=−1.3222 ( 0.4715 )1.6 0.422
( 0.4 916 )1.6
=−1.2314
B
0
=0.083 −
0.422
Tr
1.6
0
B 3=0.083 −
0
B 4= 0.083−
0
B 5=0.083 −
B
1
=0.139−
1
B 1=0.139−
1
B 2=0.139 −
1
B 3=0.139 −
1
B 4= 0.139−
1
B 5=0.139 −
0.422
( 0.49 93 )
1.6
0.422
( 0.5148 )1.6 0.422
( 0.5241 )1.6
=−1.1991
=−1.1379
=−1.10345
0.172 Tr
4.2
0.172
( 0.4715 )4.2 0.172
( 0.4 916 )4.2 0.172
( 0.49 93 )
4.2
0.172
( 0.5148 )4.2 0.172
( 0.52 41 ) 4.2
=−3.9058
=−3.2553
=−3.0408
=−2.6577
=−2.4551
BPc = B0 + ωB1 RTc
1.
BPc =−1.3222 + 0.345 (−3.9058 )=−2.6697 RTc
2.
BPc =−1.2314 + 0.345 (−3.2553 )=−2.35447 RTc
3.
BPc =−1.1991 + 0.345 (−3.0 408 )=−2.248176 RTc
4.
BPc =−1.1379+ 0.345 (−2.6577 )=−2 0548065 RTc
5.
BPc =−1.10345 + 0.345 (−2.4551 )=−1.9504595 RTc
4.- ompleta la siguiente tabla Evento
P|sat |
B
1
$314($ Pa
−1.3 222
−3.9058
−2.6 697
2
5366(6%73 Pa
−1. 2414
−3.2553
−2. 3544
3
$./51(473/Pa
−1.1991
−3.0408
−2.2481
4
$314$(%%3 Pa
−1. 1379
−2.6577
−2 0548
5
./$/5(.53$ Pa
−1.10345
−2. 4551
−1.9504
0
5.-#etermina el factor de compresibilidad de correlación siguiente tabla%
( )
Z correl =1 +
B P c Pr RT c Tr
Z correl 1=1 + (−2.6697 )
0. 000090052 =0.9994 0.4715
Z correl 2=1 + (−2.35447 )
Z correl 3=1 + (−2.2481 )
0.00036019 = 0.9982 0.4916
0.00057033 =0.9974 0.4993
B
1
BPc / RTc
Z} rsub {correl} ¿
$ompleta la
Z correl 4=1 + (−2.0548 )
0.0009005 = 0.9964 0.5148
Z correl 5=1 + (−1.9504 )
0.00567476 =0.9788 0.5241
Evento
!r
Tr
Z correl
1 2 3 4 5
%(%%%%3%%/. !ar
&.4'15 &.4(1) &.4((3 &.514* &.5241
&.(((4 &.((*2 &.(('4 &.(()4 &.('**
&.&&&3)&1( &.&&&5'&33 &.&&&(&&5 &.&&5)'4')
).- alcula el factor de compresibilidad a partir de datos bibliogr+"cos $tablas termodin+micas% de !resión , volumen especi"co.
Z biblio =
!resión de saturación P|sat |( Pa)
Temperatura de tablas t tablas ( K )
$314($ Pa
.3%(/.
44(/$%3
5366(6%73 Pa
7$6(6$
$4(77$% m / !g
$./51(473/ Pa
7.7(61
3(5.53 m / !g
$314$(%%3 Pa
777(%6
3(/./5 m / !g
./$/5(.53$ Pa
771(.6
4(%4$% m / !g
P|sat | " v g " #
Z biblio 1=
Z biblio 2=
R " T tablas
(
3
( 1986.1 Pa ) 66.5109 m !g
(
3
)(
18
!g !mol
)
Pa"m ( 290.52 K ) 8314 !mol " K
(
3
( 7944.4039 Pa ) 16.3310 m !g
(
3
)
)(
18
Pa"m ( 314.41 K ) 8314 !mol " K
)=
0.9844
!g !mol
)=
0.8933
olumen especi"co 3
v g ( m / !g ) 3
m / !g 3
3
3
3
( 12578.6395 Pa ) Z biblio 3=
Z biblio 4 =
Z biblio 5=
(
(
3
m 9.7279 !g
)
3
(
3
3
8314
)(
!g !mol
)
(
3
)
3
8314
18
Pa"m ( 333.04 K ) !mol"K
( 25157.2791 Pa ) 6.0610 m !g
(
!g !mol
Pa"m ( 323.48 K ) 8314 !mol" K
( 19861.009 Pa ) 9.5257 m !g
(
)(
18
)(
18
Pa"m ( 338.24 K ) !mol" K
)=
)=
!g !mol
0.8189
1.2298
)=
0.9759
'.-bten el porciento de error de cada uno de los valores de {Z} rsub {exp}
1.- 0a, congruencia entre los resultados de la resultados de la
{Z} rsub {correl}
{Z} rsub {experimental}
de la practica ( , los
de la practica 1&
i los valores son mus apro/imados entre si aunue los de
Z correl
son m+s e/actos .
2.- #e acuerdo a los valores obtenidos de factor de compresibilidad
{Z} rsub {correl}
0El
vapor de agua ue se utili6a en la e/perimentación se comportó como gas ideal o como gas no ideal $real% e comportó como gas ideal ,a ue sus valores son mu, cercanos a 1 3.- e7ala las venta8as , desventa8as de la aplicación del m9todo de obtención de {Z} rsub {correl} , la {Z} rsub {experimental} En el m9todo de
Z correl los valores son m+s e/actos , por supuesto m+s sencillos lo ue la
ace m+s recomendable ue la del m9todo de
Z e&perimental ,a ue al tomar valores de las
tablas contamos con un poco mas de imprecisión pues estos varean dependiendo del o de los autores de las tablas , por supuesto el nivel de di"cultad ace ue podamos fallar en los c+lculos. 4.- Especi"ca cu+l de los m9todos resulto m+s adecuado para la obtención del factor de compresibilidad ;<= considerando como referencia al bibliogr+"co.
5.- 0e cumplieron los ob8etivos de esta pr+ctica 0!or u9 lo consideras as>
