INSTITUTO POLITÉCNICONACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXRACTIVAS LABORATORIO DE TERMODINÁMICA BÁSICA PRACTICA 8. APLICACIÓN DE LAS PROPIEDADES CRÍTICAS DE SUSTANCIAS PURAS. GRUPO: 1IM21. SECCIÓN: A FECHA DE ENTREGA: 17/NOVIEMBRE/2015. NOMBRE OBJETIVOS: FIRMA el estudiante aplicara los valores de las constantes críticas del agua para calcular la tensión superficial de esta. .A partir de los valores experimentales de temperatura a los que se midió la tensión superficial aparente y por medio de la correlación de Hakim. el cambio de volumen es muy grande. con estas condiciones no es posible hacer una generalización de las temperaturas críticas comunes. TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES . recibe el nombre de estado crítico. En la transición de la fase líquido vapor o gas. demuestra que la diferencia entre la fase líquida y vapor no es muy clara e incluso imposible de distinguir.Practica 8 APLICACIÓN DE LAS PROPIEDADES CRITICAS DE SUSTANCIAS PURAS El estado límite después del cual no es posible una transformación de líquido a vapor. en un diagrama PVT esta propiedad se representa como un punto en la parte más alta de la curva. no obstante las presiones críticas de muchas sustancias son mayores a una atmósfera e incluso en algunas condiciones el agua puede encontrarse más allá del estado crítico. Muchas sustancias tienen presiones críticas muy altas. y cuando la presión es mayor a la presión crítica. entonces se tiene un estado supercrítico. en alguna parte del ciclo dentro de una planta de potencia de vapor. pero temperaturas críticas menores a las de las condiciones atmosféricas normales. llegando a un estado límite o crítico en donde todas las sustancias exhiben este comportamiento. pero cuando se hace esta transición a presiones y temperaturas altas. la existencia del estado crítico. En ciertas situaciones. posiblemente miles de veces mayor. Más allá de ciertas condiciones de presión y temperatura. no puede efectuarse el proceso de vaporización o de condensación. el cambio de volumen en el punto de ebullición se hace muy pequeño hasta lograr que dicho cambio sea nulo. 64bar ω=Factor acéntrico del pitzer = 3.6 Donde T es de saturación en K P[=]bar .95K Pc=Presión critica = 220.95 = 224.23 Masa del espiral mespiral =0.4 M ( ) 1.7 17.7624 CÁLCULOS.Lectura del tensiómetro θ0 en (dina / cm) Temperatura de agua tagua en (°C) tfria = 8 tambiente = 23 tcaliente = 51 θ0 = θ0 = θ0 = Lectura promedio del tensiómetro con la espiral en (dina / cm) θespiral=23.7 23.5g Aceleración de la gravedad local 32.15K ¯¿ ¿ ¯¿ ¿ Pc ¿ P¿ Pr=¿ T = 0.0 g=978 cm/s² Datos adicionales que deberán encontrase en las tablas termodinámicas para el agua: Tc=Temperatura critica = 373.552 Si Tr T Tc T=Tr*Tc Tablas de vapor T(°C)=T-273.37 K Considerando Tr = 0.7 ω+1.6 * 373.-Factor polar de Stiel (X) X =log Pr sat +1. Para obtener la tensión superficial por el método de la correlación de Hakim se usará la siguiente expresión: T 1− exp Tc γ H akim=P2c /3 T 1c /3 q 0. 287ωX q=0.00612=0.656 (3.156 + 0.4075)= -152.0000288 ( 0.57X² .03ωX M=1.13.15 = .7624) (3.01 ( 0.4 M ( ) Donde: .61X-32.48.6724 3.7 ( 3.00636 =0. T 1− exp Tc γ Hakim =P2c /3 T 1c /3 q 0.4075)= .7624)²+1.365 (3.-Variable “q” q=0.0.4878 4.287 (3.754X .21+0.57 (3.365ω .01 Pr= 0.5385 (3.4878−0.0000288 220.4075 2.4075)² .4878°C Temperatura (°C) 0.7624 ) +1.21+0.1.37 – 273.7624)-14.00636 ¯¿ 4.64 ω=−1−log( Pr sat ( Tr=0.00814−0.5385ω-14.656ω²+22.4075)²-1.07 (3.7624) (3.4075) .4075)-32.159.552=3.07X²-1.00612 ) +0.0.03 (3.506 (3.00612 ¿? 0.-Variable “M” M=1.00814 y= x−x 1 ( y − y )+ y1 x 2−x 1 2 1 y= 0.923 4.01 0.6 )) ω=−1−log ( 0.61 (3.156 + 0.506ω² + 1.0 Presión (bar) 0.7624)²+22.T(°C)= 224.13.754 (3.0−0.7624 X =log ( 0.1.-Cálculo de la Tensión Superficial con la Correlación de Hakim (ϒHakim) para cada valor de temperaturas experimentales Texp.78 = 0.6 ) ) =3.0000288 ) +1.7624) . 6724 ) 0.95 0.15 1− 2 1 373.513 dina/cm −4 2 −4 2 γ exacta=75.923 ) ϒ exacta t (¿¿ exp)2 γ exacta=75.4 324.64 3 373.14 ( 8 )−2.64 3 373.7 x 10 ( 8 ) =¿ 74.7 x 10−4 ¿ −4 2 γ exacta=75.95 3 (−152.808 dina/cm Donde texp en °C ϒ exacta En dina/cm 6.923 ) −159.95 3 (−152.Texp en k ϒHakim en dina/cm 2 ( 1 ) ( 1− ) ( 1− γ Hakim =220. γ Hakim tambienγ exacta ) .95 γ Hakim =220.15 373.95 3 (−152.65−0.923 ) =−5. contra temperatura.7 x 10 ( 51 ) =¿ 67.65−0.95 0.4 ( ( ) 5.64 3 373.-Tensión Superficial Exacta −159.14 (t exp )−2. .14 ( 23 ) −2.7 x 10 ( 23 ) =¿ 72. γ ajustada .4 296.387 dina/cm γ exac ta =75.0115 x 10 50 dina cm =−9.7537 x 1 037 dina cm =−1.65−0.-Traza la gráfica donde se muestren las tensiones superficiales que obtuviste (γ exp .14 (51 )−2.6724 ) 281.7749 x 1 080 dina cm −159.6724 ) 2 ( 1 γ Hakim =220.65−0.15 373. . 397 x 1 0 72. Temperatura experimenta l (°C) Temperatura experimenta l (K) Tensión Superficial Ƴexperimenta l (dina/cm) Tensión Superficial ϒajustada (dina/cm) 8 281.439 x 1 0 67.513−(−5.5869 Tensión Superficial ϒHakim (dina/cm) Tensión Superficial ϒexacta −5.0707 49.718 x 10 74.808−(−9.513 %E= 72.7638 x 1 0 ) 81 x 100=1.-Cálculo del porcentaje de error para cada lectura .387 %E= 67.513 % Error ϒajustada % Error ϒHakim 7.7.808 37 50 80 TABLAS DE RESULTADOS.387−(−1.010 9 x 10 ) 50 x 100=1.15 51. %E= γ exacta −γ Hakim x 100 γ exacta %E= 74.718 x 1 037 128.7507 x 1 0 ) 37 x 100=7.57 .7537 x 10 37 74. 2. Señala si los porcentajes de error son significativos. teniendo %Error pequeños que son muy buenos y aceptados.0115 x 1050 72.77 51 324.7749 x 10 80 67. Analiza los métodos: experimental con ajuste y el de correlaciones.387 1.6728 40. Las superficies de ajustes de error son menos confiables ya que avientan valores muy altos de porcentaje de error a comparación de los de Hakim lo que significa que son más confiables los valores de Hakim. .15 35.23 296.15 25.6514 22.439 x 1 081 56.1806 −1. 1. Los porcentajes de error registrados para la tensión superficial ajustada. La diferencia entre ambos valores es demasiado grande ya que las tensiones ajustadas tienen un extenso rango de valores.23 CONCLUSIONES Se cumplió nuestro objetivo ya que al obtener las tensiones superficiales aparentes de cada temperatura en la práctica anterior ahora aplicaremos los valores obtenidos junto con las constantes críticas del agua y la tensión superficial de esta y así lograr una comparación entre ellas y observar cual sería la tensión superficial con respecto a la constante critica del agua . con respecto a los valores de las tensiones superficiales obtenidas con la correlación de Hakim. 3.397 x 1 050 98. que distan mucho de la realidad.6221 −9. Mientras que con la correlación de Hakim se presentan valores muy parecidos a los obtenidos bibliográficamente siendo sólo un poco más altos a estos últimos. CUESTIONARIO. Indica que tan significativa es la diferencia en los valores de tensiones superficiales ajustadas obtenidas en la práctica anterior. En parte tal vez a la densidad calculada para el agua a cada temperatura experimental. ya que la fórmula utilizada indica que es válida para temperaturas. Mientras que las tensiones superficiales obtenidas a partir de la correlación de Hakim presentan un rango pequeño de valores más cercanos a la realidad.808 1. respecto a los valores exactos y mencionar cual fue el mejor método. con respecto a los valores bibliográficos son muy diferentes marcando valores de %Error que van muy grandes siendo estos muy altos para considerarlos correctos. 4. mientras que la correlación de Hakim es un método muy preciso y confiable para la determinación de la tensión superficial de líquidos. . ¿Se cumplieron los objetivos de esta práctica? ¿Por qué consideras asi? Observando los valores de los %Error para ambos métodos se puede decir claramente que el método de la lectura aparente con el tensiómetro de ajuste arroja valores poco confiables.