ASIGNACIÓN 2

MARÍA CAMILA PEREA MONTAÑEZ, 2174256

JEAN NICOLAY GARCÍA CAMARGO, 2171953
ZAIRA ALEJANDRA ACUÑA FERNÁNDEZ, 2161661
LUIS EDUARDO SÁNCEHZ FORERO, 2165623

Profesor:
CRISÓSTOMO BARAJAS FERREIRA
Magister en Ingeniería Química

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS
INGENIERÍA QUÍMICA
BUCARAMANGA
2020
1. Realiza un mapa mental donde se exprese la aplicación de cada ecuación de estado, donde se muestre las características
del componente (masa molecular, estructura, familia, polaridad, fuerzas de atracción) y condiciones de validez de cada modelo.
2. Desarrolle la Ecuación de Clausius Clapeyron empleando una ecuación de
estado generalizada.

La ecuación de Clausius Clapeyron para el equilibrio líquido vapor está definida

por:
𝑑𝑃 𝑠 𝜆𝑙−𝑣
= 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒 ∆𝑣 𝑙−𝑣 = 𝑣𝑣 − 𝑣𝑙
𝑑𝑇 𝑇 ∙ ∆𝑣 𝑙−𝑣
Asumiendo el cambio de fase en gas ideal
𝑣𝑣 = 𝑣𝑔 → 𝑣𝑔 ≫ 𝑣𝑙
Podemos aproximar
∆𝑣 𝑙−𝑣 = 𝑣𝑔
Y utilizando la ecuación de gases ideales:
𝑅𝑇
𝑣𝑔 =
𝑃
Reemplazando vg en la ecuación de Clausius Clapeyron:
𝑑𝑃 𝑠 𝜆𝑙−𝑣
=
𝑑𝑇 𝑅𝑇
𝑇∙( )
𝑃
𝑑𝑃 𝑠 𝜆𝑙−𝑣 ∙ 𝑃
=
𝑑𝑇 𝑅𝑇 2
1 𝜆𝑙−𝑣 𝑑𝑇
∙ 𝑑𝑃 = ∙
𝑃 𝑅 𝑇2
Integrando de un punto inicial a un punto 1 y asumiendo que 𝜆𝑙−𝑣 es
independiente de los cambios de temperatura y presión.
𝑃1 𝑇1
1 𝜆𝑙−𝑣 𝑑𝑇
∫ ∙ 𝑑𝑃 = ∙∫ 2
𝑃0 𝑃 𝑅 𝑇0 𝑇

𝑃1𝑠 𝜆𝑙−𝑣 1 1
𝑙𝑛 ( 𝑠 ) = − ∙( − )
𝑃0 𝑅 𝑇1 𝑇0
Donde
𝜆𝑙−𝑣 = 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒
𝑅 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑢𝑛𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠
𝑇0 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
𝑃0𝑠 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑎 𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎

3. Empleando la ecuación de Riedel y Watson realice una tabla de presiones de

saturación versus temperatura entre 200°C y 300°C para el agua.

Empleando la ecuación de Watson y Riedel, propuesta para la presión de vapor

donde Tr es la temperatura reducida, se tiene:
 PROPIEDADES UNIDADES CONSTANTES
Tb 373.15 k
Tc 647.14 k
Q -0.30562
K 0.0838 A 10.69664
Tbr 0.576614 B 11.00226
Pc 220.5 bar
ѱb 4.272239
C -5.43098
αc 7.404998 D 0.305618
T[°C ] T[K] Tr Ln(Pvr) Pvr Pv [ bar ] LN (Pv) 1/T
200 473.15 0.731140093 -2.60405 0.073973 16.31113 2.791848 0.002113
202 475.15 0.734230615 -2.56242 0.077118 17.00447 2.833476 0.002105
204 477.15 0.737321136 -2.5212 0.080363 17.72003 2.874696 0.002096
206 479.15 0.740411657 -2.48039 0.083711 18.45826 2.915512 0.002087
208 481.15 0.743502179 -2.43997 0.087164 19.21962 2.955931 0.002078
210 483.15 0.7465927 -2.39994 0.090724 20.00456 2.99596 0.00207
212 485.15 0.749683222 -2.36029 0.094393 20.81355 3.035604 0.002061
214 487.15 0.752773743 -2.32103 0.098173 21.64705 3.074869 0.002053
216 489.15 0.755864264 -2.28214 0.102066 22.50553 3.113761 0.002044
218 491.15 0.758954786 -2.24361 0.106075 23.38947 3.152286 0.002036
220 493.15 0.762045307 -2.20545 0.110201 24.29934 3.190449 0.002028
222 495.15 0.765135828 -2.16764 0.114447 25.23561 3.228256 0.00202
224 497.15 0.76822635 -2.13019 0.118815 26.19877 3.265712 0.002011
226 499.15 0.771316871 -2.09307 0.123308 27.1893 3.302824 0.002003
228 501.15 0.774407393 -2.0563 0.127926 28.2077 3.339595 0.001995
230 503.15 0.777497914 -2.01987 0.132673 29.25446 3.376032 0.001987
232 505.15 0.780588435 -1.98376 0.137551 30.33006 3.412139 0.00198
234 507.15 0.783678957 -1.94798 0.142562 31.43502 3.447923 0.001972
236 509.15 0.786769478 -1.91251 0.147709 32.56984 3.483387 0.001964
238 511.15 0.789859999 -1.87736 0.152993 33.73502 3.518536 0.001956
240 513.15 0.792950521 -1.84252 0.158418 34.93108 3.553377 0.001949
242 515.15 0.796041042 -1.80798 0.163984 36.15854 3.587913 0.001941
244 517.15 0.799131563 -1.77375 0.169696 37.41792 3.62215 0.001934
246 519.15 0.802222085 -1.73981 0.175554 38.70974 3.656091 0.001926
248 521.15 0.805312606 -1.70616 0.181563 40.03454 3.689743 0.001919
250 523.15 0.808403128 -1.67279 0.187723 41.39286 3.723108 0.001911
252 525.15 0.811493649 -1.6397 0.194037 42.78523 3.756193 0.001904
254 527.15 0.81458417 -1.6069 0.200509 44.21222 3.789001 0.001897
256 529.15 0.817674692 -1.57436 0.20714 45.67437 3.821537 0.00189
258 531.15 0.820765213 -1.54209 0.213933 47.17224 3.853806 0.001883
 260 533.15 0.823855734 -1.51009 0.220891 48.70641 3.885811 0.001876
262 535.15 0.826946256 -1.47834 0.228016 50.27744 3.917556 0.001869
264 537.15 0.830036777 -1.44685 0.23531 51.88592 3.949047 0.001862
266 539.15 0.833127299 -1.41561 0.242777 53.53244 3.980288 0.001855
268 541.15 0.83621782 -1.38462 0.25042 55.21759 4.011282 0.001848
270 543.15 0.839308341 -1.35386 0.25824 56.94198 4.042033 0.001841
272 545.15 0.842398863 -1.32335 0.266241 58.70623 4.072546 0.001834
274 547.15 0.845489384 -1.29307 0.274426 60.51096 4.102825 0.001828
276 549.15 0.848579905 -1.26302 0.282797 62.3568 4.132873 0.001821
278 551.15 0.851670427 -1.2332 0.291358 64.24439 4.162694 0.001814
280 553.15 0.854760948 -1.2036 0.300111 66.17438 4.192293 0.001808
282 555.15 0.85785147 -1.17422 0.309059 68.14744 4.221674 0.001801
284 557.15 0.860941991 -1.14506 0.318205 70.16425 4.250839 0.001795
286 559.15 0.864032512 -1.1161 0.327553 72.22548 4.279793 0.001788
288 561.15 0.867123034 -1.08736 0.337106 74.33183 4.308539 0.001782
290 563.15 0.870213555 -1.05882 0.346866 76.48402 4.337082 0.001776
292 565.15 0.873304076 -1.03047 0.356838 78.68277 4.365424 0.001769
294 567.15 0.876394598 -1.00233 0.367024 80.92882 4.39357 0.001763
296 569.15 0.879485119 -0.97438 0.377428 83.22291 4.421523 0.001757
298 571.15 0.882575641 -0.94661 0.388054 85.56582 4.449286 0.001751
300 573.15 0.885666162 -0.91903 0.398904 87.95832 4.476863 0.001745

4. De la tabla anterior compruebe que se forma una línea recta.

PRESIÓN vs TEMPERATURA
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
190 210 230 250 270 290 310
5. Compare los resultados con las tablas de vapor.

TABLAS TERMODINAMICAS RIEDEL

T [°C] 1/T Pv [bar] ln (Pv) Pv [bar] ln (Pv) ERROR%
200 0.005 15.54 2.743417345 16.3111 2.79184586 4.72745554
210 0.0047619 19.06 2.947591898 20.0046 2.99596225 4.72191396
220 0.00454545 23.18 3.143289838 24.2993 3.19044754 4.60630553
230 0.00434783 27.95 3.3304172 29.2545 3.37603341 4.45914304
240 0.00416667 33.44 3.509752788 34.9311 3.55337755 4.26868893
250 0.004 39.73 3.68210657 41.3929 3.72310937 4.01735563
260 0.00384615 46.88 3.847591145 48.7064 3.88581044 3.74981522
270 0.0037037 54.99 4.007151351 56.942 4.04203321 3.42804959
280 0.00357143 64.12 4.160756328 66.1744 4.19229368 3.1045238
290 0.00344828 74.36 4.308918163 76.484 4.33708157 2.77705141
300 0.00333333 85.81 4.45213555 87.9583 4.47686284 2.44240737
 Pv vs. T
100
90
80
70
60
Pv [bar]

50
40
30
20
10
0
190 210 230 250 270 290 310
T [°C]
Valores Experimentales Valores Calculados

Ln (Pv) vs. 1/T

5

4.5

4
ln (Pv)

3.5

2.5
0.003 0.0035 0.004 0.0045 0.005 0.0055
1/T
Valores Experimentales Valores Calculados