CAPÍTULO 12 Mezclas de gases

Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-1 La masa de una mezcla es igual a la suma de las masas de sus componentes. 12-1

Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-2 El número de moles de una mezcla que no reacciona es igual a la suma del número de moles de sus componentes. 12-2

Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-3 La suma de las fracciones molares de una mezcla es igual a 1. 12-3

12-4 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-5 Ley de Dalton de la aditividad de las presiones para una mezcla de dos gases ideales. Mezcla de gases

12-5 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-6 Ley de Amagat de volúmenes aditivos para una mezcla de dos gases ideales. Mezcla de gases

Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-7 El volumen que un componente ocuparía si existiera solo en la mezcla T y P se llama volumen componente (para gases ideales es igual al volumen parcial yiVm). 12-6

Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-8 Una manera de predecir el comportamiento P-v-T de una mezcla de gases reales es usar factores de compresibilidad. 12-7

12-8 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-9 Otra manera de predecir el comportamiento P-v-T de una mezcla de gases reales es tratarla como sustancia seudopura con propiedades críticas Pcr y Tcr . Sustancia seudopura

Presión parcial del componente i en el estado 2 en el estado 1 12-9 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-13 Las presiones parciales (no la presión de la mezcla) se usan en la evaluación de los cambios de entropía de mezclas de gases ideales. Presión parcial del componente i en el estado 2 en el estado 1

Gas real Mezcla de Gases reales 12-10 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-16 Es difícil predecir el comportamiento de mezclas de gases no ideales debido a la influencia que las moléculas de los distintos gases ejercen una sobre otra. Gas real Mezcla de Gases reales

Mezcla: Sustancia pura: mezcla 12-11 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-18 Para una sustancia pura, el potencial químico es equivalente a la función de Gibbs. Mezcla: Sustancia pura: mezcla

12-12 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-20 El volumen y entalpía específicos de los componentes individuales no cambia durante la mezcla si forman una solución ideal (que no es el caso de la entropía). solución ideal mezla puro

Cámara de mezclado Mezcla 12-13 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-21 Para un proceso que ocurre en forma natural durante el cual no se produce ni consume trabajo, el trabajo reversible es igual a la destrucción de exergías. Cámara de mezclado Mezcla

12-14 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-22 En condiciones reversibles, el trabajo consumido durante la separación de la mezcla es igual al que se produjo durante el proceso inverso. máx, sale mín, en mezcla Cámara de mezclado Unidad de separación Mezclado Separación

Separación de 1 kmol de A de un cuerpo de mezcla grande 12-15 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-23 Trabajo mínimo que se requiere para separar una mezcla de dos componentes para los dos casos límite. mín, en Unidad de separación A puro Separación de 1 kmol de A de un cuerpo de mezcla grande Separación completa de 1 kmol de mezcla en sus componentes A y B mezcla B puro

Agua salina Agua pura Membrana Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 12-24 Presión y elevación osmóticas del agua salina. Agua salina Membrana Agua pura 12-16

Salinidad del agua marina Agua dulce y agua salina Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 12-17 FIGURA 12-25 Se puede producir energía si se mezclan soluciones de diferentes concentraciones reversibles. Salinidad del agua marina Agua dulce y agua salina mezcladas irreversiblemente Agua dulce de río El agua dulce y el agua salina mezcladas reversiblemente mediante membranas semipermeables producen energía