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La Coctelera

Termodinámica I

Blog de clase para Termodinamica I del IV semestre de Ing. Petroquímica de la Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Bolivariana.

19 Junio 2011

Clase electrónica semana N° 14: Fugacidad y Coeficiente de fugacidad

Clase electrónica semana N° 14

Asistencia desde el 19/06/2011 hasta el 25/06/2011. Recuerden colocar Nombre, Apellido, C.I y SECCIÓN. Los comentarios en este blog están bajo moderación, es decir, yo los reviso antes de ser publicados. Si su asistencia es publicada, tenga la seguridad que ya la valide.

El viernes 01/07/2011 será el parcial del 3er corte, va teoría y ejercicios. Esta es la última clase electrónica del 3er corte y será teorica ya que no tendremos oportunidad de vernos en la semana.

Fugacidad y Coeficiente de fugacidad


Para validar su asistencia responda las siguientes preguntas:

Para una especie pura
1. ¿Que es fugacidad y que ecuación la relaciona?
2. ¿Cual es el coeficiente de fugacidad?
3. Aplicaciones de la fugacidad y su coeficiente al equilibrio vapor - líquido

Referencias Consultadas:
1. Smith J., Van Ness H. y Abbott M. (1997). Introducción a la termodinámica en ingeniería química. McGraw-Hill, 5ta edición

Lista de Control I-003-D

Lista de Control I-004-D

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Willard Bravo,ci: 18.937662.

Willard Bravo,ci: 18.937662. dijo

eccion:I-003D
Ing-PQ
La fugacidad, es una propiedad físico químico muy importante en el estudio de las ciencias químicas, Podría decirse que la fugacidad presenta una analogía con la presión de vapor como la que termómetro de gas ideal presenta con un termómetro de gas real en la medida de la tendencia del calor a escapar de un sistema. Y aun mas en el campo de las industrias petroquímicas, petróleo, refinerías, etc., ya que a través de cálculo se logra determinar de manera matemática y graficas estado de una determinada sustancias y garantizar de manera optima el procesos químicos que se desea realizar, pero aun mas es de suma importancia en lo que se respecta en el estudio mas especifico en el comportamiento de los gases no ideales, ya que se puede decir, es el estado de materia más importante que existe.
Coeficientes de fugacidad para las especies puras se evalúan por esta ecuación a partir de los datos PVT o a partir de una ecuación de estado.
En donde el segundo coeficiente filia Bii es una función de la temperatura sólo para una especie pura.
La ecuación que relaciona la fugacidad viene dada por la energía libre de gibbs donde (fue introducido por el químico americano Gilbert N. Lewis en su obra The osmoticpressure of concentrated solutions, and the laws of the perfect solution ), la fugacidades viene dada en función de temperatura y presión, de manera que la fugacidad debe cumplir con las mismas condiciones que los gases ideales en donde la presiones tiene que tender a cero para así cumplir las misma condiciones.
El coeficiente de fugacidad es adimensional y mide la "idealidad" de una sustancia. Cuanto más próximo a la unidad sea más ideal será y viceversa.
Aplicaciones:
La fugacidad puede ser considerada como una presión termodinámica. En el equilibrio, la fugacidad del vapor es igual a la fugacidad del líquido. Fugacidad del vapor puede definirse como una presión parcial corregida
Coeficiente de fugacidad del vapor. Explica el efecto de la no-idealidad del vapor sobre la fugacidad del mismo. Es usualmente estimado a partir de una ecuación de estado y está basado en la temperatura, presión y fracción molar del sistema.
Coeficiente de fugacidad del liquido. Explica el efecto de la no-idealidad del vapor sobre la fugacidad del liquido. Este coeficiente es estimado de manera similar al coeficiente de fugacidad del vapor, pero está basado en la temperatura del sistema y en la presión de vapor del componente puro.
Referencias Bibliograficas: http://yccontreras.lacoctelera.net/,http://www.buenastareas.com/ensayos/Fugacidad/1034701.html,http://es.wikipedia.org/wiki/Fugacidad

24 Junio 2011 | 02:40 AM

YENNY MORENO

YENNY MORENO dijo

YENNY MORENO
CI:19.791617
SECCION:I003-D ING-PQ

La Fugacidad es la medida del potencial químico en la forma de "presión ajustada". Está directamente relacionada con la tendencia de una sustancia de preferir una fase (líquida, sólida o gas) frente a otra. A una temperatura y presión fijas, el agua (por ejemplo) tendrá una fugacidad diferente para cada fase. Aquella fase con la menor fugacidad será la más favorable; la sustancia minimiza entonces la Energía libre de Gibbs
La ecuación que relaciona la fugacidad es a partir de la energía libre de gibbs, donde el concepto de fugacidad fue introducido por el químico americano Gilbert N. Lewis en su obra The osmoticpressure of concentrated solutions, and the laws of the perfect solution (La presión osmótica en la soluciones concentradas y las leyes de las soluciones perfectas). La fugacidad su definida como una sustancias similar a la de los gases ideales. En donde es más que una magnitud física es una variable artificial con la que facilitamos el tratamiento de sustancias reales. En un gas ideal se cumple:

Dónde g es la energía libre de gibbs específica; T la temperatura; P la presión; Pu una presión de referencia, en principio arbitraria pero que suele tomarse como 1bar y * usado para indicar que se trata de un gas ideal. Expandiendo esta expresión para sustancias reales se define la fugacidad como la función f(T,P) que hace cierta la expresión:
Examinando esta definición queda clara la interpretación de "presión ajustada" de la fugacidad ya que obviamente tiene la misma dimensión que la presión. Además cabe recalcar que para un gas ideal la fugacidad es igual que la presión como se comprueba al comparar las dos ecuaciones precedentes. Como todos los gases son ideales en presiones tendiendo a cero la fugacidad debe satisfacer:
De aquí se define el coeficiente de fugacidad, φ como:
El coeficiente de fugacidad es adimensional y mide la "idealidad" de una sustancia. Cuanto más próximo a la unidad sea más ideal será y viceversa.
Referencias Bibliograficas: http://yccontreras.lacoctelera.net/,
http://es.wikipedia.org/wiki/Fugacidad
http://www.buenastareas.com/ensayos/Fugacidad/1034701.html

24 Junio 2011 | 02:42 AM

Katherine Alvarado,ci: 20.296.369. seccion: i-003d

Katherine Alvarado,ci: 20.296.369. seccion: i-003d dijo

la fugacidad:Se define la fugacidad (f) de un componente gaseoso en una mezcla como una medida de la "presión parcial real" de ese componente, y se define como: fi = i pi es decir, como una desviación de la idealidad (representada por la presión parcial), relacionada a través de un coeficiente de fugacidad (i). Se ha demostrado además que la "actividad" de una mezcla de gases es igual a la fugacidad.
La fugacidad representaría una "tendencia de escape" del componente en la mezcla, tiene unidades de presión (bar) y su potencial químico será: µ i, real = µºi + RTln fi En condiciones ideales, el coeficiente de fugacidad es unitario, y la fugacidad es igual a la presión parcial: fi = pi
Coeficientes de fugacidad para las especies puras se evalúan por esta ecuación a partir de los datos PVT o a partir de una ecuación de estado.
En donde el segundo coeficiente filia Bii es una función de la temperatura sólo para una especie pura.

La ecuación que relaciona la fugacidad viene dada por la energía libre de gibbs donde la fugacidad debe cumplir con las mismas condiciones que los gases ideales
Aplicaciones de la fugacidad y su coeficiente al equilibrio vapor - líquido
La fugacidad en su coeficiente de equilibrio puede describir para el vapor saturado el líquido saturado a la misma temperatura, donde ellas se mantienen constantes ya que llega a un mismo estado.
Referencias Bibliograficas: http://es.scribd.com/doc/8683075/Introduccion-a-La-Termodinamica-...

http://yccontreras.lacoctelera.net/

http://es.wikipedia.org/wiki/Fugacidad

24 Junio 2011 | 02:48 AM

Pedro Sanchez, C.I. 21.238.868, Ing. Petroquimica I-003-D

Pedro Sanchez, C.I. 21.238.868, Ing. Petroquimica I-003-D dijo

1. ¿Que es fugacidad y que ecuación la relaciona?

La Fugacidad es la medida del potencial químico en la forma de "presión ajustada". La fugacidad se define para tratar sustancias de una forma similar a la que usamos con gases ideales. Más que una magnitud física es una variable artificial con la que facilitamos el tratamiento de sustancias reales.

El cálculo de fugacidades puede realizarse mediante la aplicación de una ecuación de estado o por medio de correlaciones generalizadas. En ambos casos la propiedad medida a partir de la que se obtiene la fugacidad es la discrepancia de g que es la diferencia entre la energía libre real y la del gas ideal.

g^D(T,P) = g(T,P) - g^*(T,P)

De la forma en la que se define la fugacidad es obvio que:

g^D(T,P) = RT Ln f/P^u

2. ¿Cual es el coeficiente de fugacidad?

El coeficiente de fugacidad es adimensional y mide la "idealidad" de una sustancia. Cuanto más próximo a la unidad sea mas ideal será y viceversa.

Como todos los gases son ideales en presiones tendiendo a cero la fugacidad debe satisfacer:

lim(p-0) f/P = 1

De aquí se define el coeficiente de fugacidad, φ como:

φ = f/P

3. Aplicaciones de la fugacidad y su coeficiente al equilibrio vapor - líquido

El equilibrio líquido-vapor es un ejemplo de especial interés. Son monocomponentes los sistemas en los que ninguna de sus fases son mezclas, todas las fases por tanto son componentes puros. En estos sistemas, las condiciones de equilibrio de fases son:

1. P^i = P^j

2. T^i = T^j

3. g^i = g^j

Indicando cada superíndice una fase, es trivial que la tercera ecuación es equivalente a:

f^i = f^j

Quedando clara la importancia de la fugacidad en estos sistemas.

Referencias bibliograficas:

- http://es.wikipedia.org/wiki/Fugacidad

- www.q1.fcen.uba.ar/materias/fq1/guiaslabo/fugacidad.doc

25 Junio 2011 | 05:01 AM

GIANN CASCARANO

GIANN CASCARANO dijo

GIANN CASCARANO
C.I.: 20512691; SECCION: I-004-D

*FUGACIDAD

La Fugacidad es la medida del potencial químico en la forma de "presión ajustada". Está directamente relacionada con la tendencia de una sustancia de preferir una fase (líquida, sólida o gas) frente a otra. A una temperatura y presión fijas, el agua (por ejemplo) tendrá una fugacidad diferente para cada fase. Aquella fase con la menor fugacidad será la más favorable; la sustancia minimiza entonces la Energía libre de Gibbs

La fugacidad se calcula mediante expresiones que indiquen la interacción molecular, es decir ecuaciones que describan el comportamiento de gases reales.

ln⁡〖∅_i 〗=∫_O^P▒(Z-1)/P dP

*EL COEFICIENTE DE FUGACIDAD

∅_1=f_i/(y_i P)

*Aplicaciones de la fugacidad y su coeficiente al equilibrio vapor - líquido

Los sistemas heterogéneo son aquellos en los que conviven várias fases. El equilibrio líquido-vapor es un ejemplo de especial interés. Son monocomponentes los sistemas en los que ninguna de sus fases son mezclas, todas las fases por tanto son componentes puros. En estos sistemas, las condiciones de equilibrio de fases son:
1.P^i=P^j
2.T^i=T^j
3.g^i=g^j
indicando cada superíndice una fase, es trivial que la tercera ecuación es equivalente a:
f^i=f^j
Quedando clara la importancia de la fugacidad en estos sistemas.

25 Junio 2011 | 05:25 PM

Jesus Segovia

Jesus Segovia dijo

La fugacidad tratar sustancias de una forma similar a la que usamos en los gases ideales. Más que una magnitud física es una variable artificial con la que facilitamos el tratamiento de sustancias reales. En un gas ideal se cumple:

Fugacidad esta relacionado con la rapidez de selección entre distintas fases (liquida, gaseosa, solida) que tiene una sustancia, a una temperatura y presión fijas, el agua (por ejemplo) tendrá una fugacidad diferente para cada fase. Aquella fase con la menor fugacidad será la más favorable.
De manera:
g =es la energía libre de gibbs específica
T= la temperatura
P =la presión
Pu =una presión de referencia, en principio arbitraria pero que suele tomarse como 1 bar g* =usado para indicar que se trata de un gas ideal.
Expandiendo esta expresión para sustancias reales se define la fugacidad como la función f(T,P) que hace cierta la expresión:

Para un gas ideal la fugacidad es igual que la presión como se comprueba al comparar las dos ecuaciones precedentes. Como todos los gases son ideales en presiones tendiendo a cero la fugacidad debe satisfacer:

Por lo que de aquí es definido el coeficiente de fugacidad, φ como:

El coeficiente de fugacidad es adimensional y mide la "idealidad" de una sustancia. Cuanto más próximo a la unidad sea mas ideal será y viceversa.

Jesus Segovia
19654965
Seccion I-004D

Bibliografias consultadas
http://www.google.com/imgres?imgurl=http://fisica.usac.edu.gt/pub...,r:10,s:0&biw=1280&bih=661

http://www.google.com/imgres?imgurl=http://bp2.blogger.com/_ZmqXd...,r:8,s:17&biw=1280&bih=661

25 Junio 2011 | 11:38 PM

kymberlyn villamizar 19943148 sección 4

kymberlyn villamizar 19943148 sección 4 dijo

¿Que es fugacidad y que ecuación la relaciona?

Se entiende como fugacidad la tendencia de una sustancia a escaparse de la fase en que se encuentra atravesando la frontera o interfase. una magnitud que toma el lugar de µi la cual no presenta sus características menos deseables. El origen del concepto de fugacidad reside en la ecuación G^gi= t_i (T)+RT Lnp una ecuación válida solamente para las especies puras i en el estado de gas ideal. Para un fluido real, se escribe una ecuación análoga
G_i= t_i (T)+RT Lnf_i

En la presión p es remplazada por una unidad nueva llamada f_i , que tiene unidad de presión, esta ecuación sirve como ecuación parcial de f_i ,que se llama fugacidad en la especie pura i
Se restan la dos ecuaciones para la misma temperatura y presiones y se obtiene
G_(i- ) 〖Gi〗^gi= RTLnf_i/P
¿Cual es el coeficiente de fugacidad?
La relación a dimensional f/p es una propiedad denominada coeficiente de fugacidad y se le da el símbolo фi asi,
〖Gi〗^R=RTLn ф_i
Donde
ф_i= f_i/P

Aplicaciones de la fugacidad y su coeficiente al equilibrio vapor – líquido

26 Junio 2011 | 01:27 AM

Johanna Ceballo

Johanna Ceballo dijo

La fugacidad es esencialmente una seudo presión. Si la presión se sustituye por la fugacidad, es posible, en efecto, emplear las mismas ecuaciones para gases reales que normalmente se utilizan para gases ideales. El concepto de fugacidad puede introducirse como sigue:
Considérese la relación
dg=sdT+vdP
A temperatura constante
dg_t=vdP_t
Para un gas ideal esta última ecuación puede escribirse
dg_t=RT/P dP_t=RTd; (ln P) T
Y para un gas real, con la ecuación de estado
Pv=ZRT
, esta ecuación se convierte en:
dg_t=ZRT (dP_t)/P=ZRTd; (ln P) T
Fugacidad para especies puras, indica la desviación de la fugacidad debida a la presión.
Coeficiente de fugacidad: ∅i=fi/P
∅il=〖Pi〗^s/P ; ∅iv=1.0 para un gas ideal.

Esta ecuación expresa que la condición de equilibrio en términos de potenciales químicos puede ser reemplazada, sin pérdida de generalidad, por una ecuación en la cual las fugacidades de cualquier especie deben ser las mismas para todas las fases.
El cálculo de fugacidades puede realizarse mediante la aplicación de una ecuación de estado o por medio de correlaciones generalizadas. En ambos casos la propiedad medida a partir de la que se obtiene la fugacidad es la discrepancia de g que es la diferencia entre la energía libre real y la del gas ideal.
Valores K
• Es la relación entre las fracciones molares de una especie presente en dos fases al equilibrio. Para vapor-liquido
Ki=yi/xi
• Para dos líquidos inmiscibles

KDi=〖xi〗^1/〖xi〗^2

• Para separaciones que involucran más de un componente, los factores de separación están definidos por relación de equilibrios
αij=Ki/Kj Volatilidad relativa

Para gas ideal y solución ideal

αij=〖Pi〗^s/〖Pj〗^s
Soluciones ideales función T
La presión de vapor Ps es directamente función de la temperatura. Esta se incrementa con un incremento de la temperatura. Y si un compuesto tiene mayor presión de vapor que otro a una temperatura dada se dice que el componente es más volátil.

catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/...c.../capitulo3.pdf
www.petroblogger.com/.../libros-de-ingenieria-quimica.html

Johanna Ceballo, 19.991.105
Ing.Pq-003V

26 Junio 2011 | 05:14 AM

Yusbelys Mujica CI: 19443016 SECCION 003 PQ

Yusbelys Mujica CI: 19443016 SECCION 003 PQ dijo

Yusbelys Mujica CI: 19443016
SECCION 003 ing.petroquimica

Para una especie pura
1. ¿Que es fugacidad y que ecuación la relaciona?
El origen el concepto de la fugacidad reside de la siguiente ecuación Gi^gi= Ti (T) + RT Ln P, valida solo para la especie pura i en el estado del gas ideal. Para un fluido real, se escribe a una ecuación análoga:
La P se reemplaza por una nueva propiedad Fi con una unidades de presión, tal ecuación proporciona una definición parcial e Fi, la fugacidad de la especie pura i.
Al restar la ecuación:
Gi^gi= Ti(T) + RT Ln P – Gi= Ti(T) + Rt Ln Fi
Ambas escritas para la misma T y P, se obtiene:
Gi – Gi^gi = RT Ln Fi

Es la energía e Gibbs residual, la relación adimensional Fi/p es otro nueva propiedad, el coeficiente de fugacidad, dado por el símbolo ∅i Así,
Gi^R = Rt Ln ∅i
Sustituye:
∅i =fi/p

2. ¿Cual es el coeficiente de fugacidad?

Los coeficientes de fugacidad (T colorante), y por lo tanto las fugacidades para gases puros se evalúan por la ecuación anterior a partir e lo datos PVT o de una ecuación de estado explicita en el volumen por ejemplo, cuando el factor de compatibilidad se da por la ecuación:

Zi -1 = BiiP / RP∫_0^p▒dp ct es ctte
De donde: Ln ∅i Bii* p/RT

Como el segundo coeficiente virial Bii es una función e la T solo para especie pura, e sustituye:

La ecuación de los coeficientes de fugacidad a a través e las ecuaciones cubicas de estado (por ejemplo, las ecuaciones Van er Waals, de Rodlich/Kaog, de Soam/ Redlich/ Krong y de Peng/Robinson) son consecuencia directas de la combinación de la siguiente ecuación:

Ln 〖Gi〗^V ∅i = Zi – 1- Ln (Zi –Bi) –qiFi

3. Aplicaciones de la fugacidad y su coeficiente al equilibrio vapor - líquido
〖Gi〗^V = Ti (T) + Rt Ln 〖fi〗^v ( especie pura i como vapor saturado)
〖Gi〗^l = Ti (T) + RT Ln 〖fi〗^l (especie para i como liquido saturado)
De la diferencia:
〖Gi〗^V – 〖Gi〗^l RT Ln 〖fi〗^v / 〖fi〗^l

Una ecuación aplicable de cambio de estado a partir de un liquido saturado a un vapor saturado, ambos T y P de vapor Pi sat. De acuerdo con la ecuación:
〖Gi〗^V – 〖Gi〗^l = 0 por lo tanto :
〖fi〗^v - 〖fi〗^l =fi sat
Indica el valor e cualquier de los dos, puesto que la fases de liquido y de vapor saturado coexisten en equilibrio y expresa un principio fundamental:
“ Para una especie pura que coexisten en las faces liquida y e vapor están en equilibrio cuando tienen ala misma temperatura, presión y fugacidad”.
Una formulación alternativa se fundamenta en los correspondientes coeficientes de fugacidad:
∅i sat = Fi sat /Pi sat
P

De donde : 〖 ∅i〗^v =〖 ∅i〗^l = ∅i sat

26 Junio 2011 | 05:34 AM

jefferson molina seccion I-OO4-D

jefferson molina seccion I-OO4-D dijo

La Fugacidad es la medida del potencial químico en la forma de "presión ajustada". Está directamente relacionada con la tendencia de una sustancia de preferir una fase (líquida, sólida o gas) frente a otra. A una temperatura y presión fijas, el agua (por ejemplo) tendrá una fugacidad diferente para cada fase. Aquella fase con la menor fugacidad será la más favorable; la sustancia minimiza entonces la Energía libre de Gibbs. El cálculo de fugacidades puede realizarse mediante la aplicación de una ecuación de estado o por medio de correlaciones generalizadas. En ambos casos la propiedad medida a partir de la que se obtiene la fugacidad es la discrepancia de g que es la diferencia entre la energía libre real y la del gas ideal. g^D(T,P)=g(T,P)-g^*(T,P) , De la forma en la que se define la fugacidad es obvio que: g^D(T,P)=RTln rac{f}{P^u}

26 Junio 2011 | 06:31 AM

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Sobre mí

Termodinámica I: cátedra dictadas por la Lcda. Yurbelys C. Contreras P. en la UNEFA extensión La Isabelica. Correo de contacto: yurbelys@yahoo.com

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