Gases ideales

1. UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA Gases ideales FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA Departamento de Física Aplicada UCLM Equipo docente: Antonio J. Barbero García Alfonso Calera Belmonte Mariano Hernández Puche

2. GASES IDEALES ECUACIÓN DE ESTADO PRIMER PRINCIPIO Sistema

3. PROPIEDADES DE UN SISTEMA Entalpía específica Energía interna específica Trabajo Calores específicos Relación de Mayer Relación entre los calores específicos para un gas ideal

4. APLICACIÓN DEL PRIMER PRINCIPIO A UN GAS IDEAL

5. Fracción molar MEZCLA DE GASES IDEALES. MODELO DE DALTON • Gas ideal formado por partículas que ejercen fuerzas mutuas despreciables y cuyo volumen es muy pequeño en comparación con el volumen total ocupado por el gas. • Cada componente de la mezcla se comporta como un gas ideal que ocupase él sólo todo el volumen de la mezcla a la temperatura de la mezcla. • Consecuencia: cada componente individual ejerce una presión parcial, siendo la suma de todas las presiones parciales igual a la presión total de la mezcla. La presión parcial de cada componente es proporcional a su fracción molar

6. S L 80 kcal/kg L V 540 kcal/kg FASE: Estado de agregación físicamente homogéneo y con las mismas propiedades. CAMBIOS DE FASE: Calor latente de cambio de estado CAMBIOS A PRESIÓN CONSTANTE: Entalpía de cambio de estado Agua:

7. T (ºC) 100 0 q CAMBIOS DE ESTADO DEL AGUA Los cambios de estado llevan asociados intercambios de energía: calor latente de cambio de estado  entalpía de cambio de estado Cuando el cambio de estado es a presión constante Ejemplo: agua a 1 atm sometida a un calentamiento continuo agua + vapor hielo + agua 540 kcal/kg 80 kcal/kg 1 kcal/kg·ºC  0.5 kcal/kg·ºC agua hielo vapor El cambio líquido vapor lleva asociado un gran intercambio de energía!

8. Vapor Aire saturado Aire húmedo Aire seco Líquido Presión de vapor de saturación: función de T Aire húmedo: aire seco + vapor de agua (COMPOSICIÓN AIRE SECO: Véase Tema 2) El aire húmedo en contacto con agua líquida se describe con arreglo a las idealizaciones siguientes: 1) El aire seco y el vapor se comportan como gases ideales independientes. 2) El equilibrio de las fases líquida y gaseosa del agua no está afectada por la presencia de aire. Presión de vapor (tensión de vapor)

9. Presión de vapor (tensión de vapor) 0.024 Diagrama fases agua http://www.lsbu.ac.uk/water/ phase.html http://www.chemistrycoach.com/ Phase_diagram.htm Coordenadas punto triple: 0.01 ºC, 0.00611 bar Diagrama de Fases. Curva líquido-vapor (agua) SATURACIÓN: Coexistencia de fase líquida y fase gaseosa siendo la presión de vapor igual al valor indicado por la curva de equilibrio líquido- vapor a cada temperatura Properties of Water and Steam in SI-Units (Ernst Schmidt) Springer-Verlag (1982)

10. 1 i 2 Interpolación lineal