Ecuaciones cubicas de estado Estas ecuaciones de estado van de las que contienen unas pocas constantes hasta expresiones complejas que involucran veinte o mas constantes, apropiadas para resoluciones computacionales. Estas ecuaciones de estado tambien persiguen el objetivo de tener una mayor generalidad y puedan ser aplicados a gases, vapores y liquidos.

Hacen referencia a un modelo matemático que define una función para aproximar los datos PVT experimentales. Estas funciones empíricas surgen de ensayos que proporcionaron funciones cúbicas para definir los estados termodinámicos, y varían entre sí dependiendo de los criterios y aproximaciones tomadas en cada caso, cuyo fin es representar el comportamiento PVT para líquidos y vapores en un rango de P y T amplio, y aun así no ser muy compleja. Isoterma real Empírica Tc P V

SEGUIDAMENTE SE MUESTRAN LAS ECUACIONES PARA LOS CÁLCULOS DE LAS FUNCIONES EMPÍRICAS Y DE LAS FUNCIONES GENERALIZADAS: Presiones bajas menores a 4 bar

Ecuación de van der Waals

Presiones bajas y moderadas, no muy distantes de la condición de idealidad, compuestos no polares

Ecuación de redlich-kwong (RK)

Presiones altas y temperaturas superiores a la crítica

Al igual que RK, más precisa para datos PVT, es una corrección de RK

Adecuada para datos en la región L-V, mejorando los datos de equilibrio

USOS DE LAS ECUACIONES DE ESTADO: El diseño de equipos de procesos utilizados en la industria química requiere de datos termodinámicos. Estos datos son entregados por las ecuaciones de estados y se pueden aplicar al diseño de muchos tipos de equipos Ejemplo: intercambiadores de calor se debe determinar la entalpía a la entrada y salida del equipo usando los datos de temperatura y presión; determinar el volumen de un fluido a cierta temperatura y presión para el diseño de recipientes, y generalmente para el diseño de rehervidores, condensadores, bombas, compresores y expandidores. En la industria petroquímica, especificamente en los procesos de liquefacción.

En los procesos de separación, como la destilación, para el diseño de equipos se requiere de datos de equilibrios líquido/vapor. Estos datos pueden ser obtenidos por correlaciones gráficas o analíticas. Ambas utilizan datos de presión, volumen y temperatura, los cuales son proporcionados por las ecuaciones de estado. En el diseño de reacciones heterogéneas, las ecuaciones de estado se utilizan para determinar los valores de presión y temperatura que se utilizan para los distintos modelos de adsorción. Con estos modelos se pueden diseñar los reactores para reacciones heterogéneas En general todos los procesos requieren de datos de equilibrios, entalpías, presiones, volúmenes, y otras propiedades termodinámicas, las cuales son derivadas de las ecuaciones de estado. La precisión y condiciones en las cuales se quiera trabajar dependerá de la ecuación que se ocupe.

CONCLUSIONES Las ecuaciones de estado se utilizan para determinar datos de equilibrios, entalpías, presiones, volúmenes, y otras propiedades termodinámicas. La ecuación del virial, basada en la mecánica estadística, puede representar fielmente el comportamiento. Sin embargo, es poco utilizada en ingeniería debido a la complicación del calculo de los coeficientes Las ecuaciones de estados cúbicas no pueden representar fielmente el comportamiento de los gases, específicamente en la zona de dos fases, ya que sólo poseen dos constantes. De las ecuaciones cúbicas, la más utilizada es la de Redlich-Kwong, la cual combina la simplicidad de una ecuación de 2 parámetros con una alta precisión similar a la ecuación de Benedict-Weeb-Rubin de ocho parámetros.