INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXRACTIVAS LABORATORIO DE TERMODINÁMICA SUSTANCIAS PURAS PRACTICA # 9 “FACTOR DE COMPRESIBILIDAD “Z” A PARTIR DE DATOS PVT GRUPO: 2IV20 EQUIPO: 1 INTEGRANTES: NOMBRE ALUMNO Ambriz López Mónica Alondra Chávez Cortes Octavio Blas Gallegos Aguilar Jonathan Hernández Robles Ángel Abel Lara Santos Nanci Pérez Santillán Laura Patricia Quintanar Román Rosymar Vanessa Suarez Corona Larisa Ramírez Reyes Itzel Pamela PROFESORA: ESTHER TORRES SANTILLAN FECHA:____________________________ CALIFICACION:________________ OBSERVACIONES:______________________________________________________________ 3 Evento ∆ H vacio (cm) Temperatura ambiente (°C) 55 54 41 29. temperatura.7184 Pa Pas 3=23158...Calcula la presión barométrica (Pbarom) en Pa.0997 Pa Pas 6=67490.585 m Hg Cálculos: 1.466 t amb +0.Calcula los valores de la presión de vacío (P vacio) en Pa.4279 Pa Pas 2=5955. Tabla de datos experimentales: 1 2 3 4 5 Temperatura de ebullición teb (°C) 31 40 63.2 11.5 6 7 8 86 91 91.Determina la presión absoluta de saturación para cada uno de los eventos (Pabs*sat) en Pa.08−2.1668 kg m3 2.7538 Pa Pas 7=68152. 3.3569 Pa Pas 8=77415..592 Pa Pas 4=38774.0003 t amb2=13531.Objetivos: A través de un experimento utilizando el equipo de Ramsay-Young y tablas de vapor de agua saturada el estudiante obtendrá valores de presión.Calcula la densidad de mercurio ( ρ Hg ) a la temperatura ambiente ρ Hg=13595.8 7.0665 Pa Pas 5=61800.7 0 26°C hbarom (m Hg) .8646 Pa . 4.5 0.. y volumen específico del agua en equilibrio con su vapor para calcular valores del factor de compresibilidad Z.5 75 84. P|¿|sat =P Barom−PVacio Pas 1=4631. 15 5955.66592 6 359.0706 2.0233° C T sat 3=63.Completa la siguiente tabla Evento 1 Texp K 304.6742 2.5242 ° C 6.3425 2.5.1733 23.7184 Tsat(tablas) (K) 304.1542 m3 Kg m3 Kg 7.73645 4 348.7625 2..8646 370.45708 7 364.15424 8.6125 ° C T sat 6=93.15 Pabs*sat (Pa) 4651. indica finalmente ¿A qué zona corresponden los valores de la curva experimental? .Entrando con cada uno de los valores de presión absoluta |¿| P¿ (bar) obtener en tablas el valor de la temperatura de equilibrio correspondiente.15 68152.4279 367.6659 m3 Kg m3 Kg V g 2=23.4940 V g 5 =2.15 38774.Traza en el mismo plano las gráficas: Pabs-sat (eje Y) vs Texp (eje X) que corresponde a la curva experimental y Pabs-sat vs Ttablas que corresponde a la curva bibliográfica.1101 ° C T sat 5=91. Dibuja junto a esta grafica el diagrama de fases teórico del agua.9236 ° C T sat 7=94.9364 V g 6 =2.5533° C T sat 2=36.4328 8 364.2601 4.0997 348...Entrando con cada uno de los valores de presión (P abs) obtener en tablas el valor del volumen especifico del vapor saturado (Vg) V g 1=30.3107 6.592 336.65 23158.14493 5 357..6665 309.4328 m3 Kg m3 Kg V g 4=4.65 61800.1607 ° C T sat 4=75.7538 367.1925 ° C T sat 8=97.3569 364.4570 m3 Kg m3 Kg V g 3 =6.1449 V g 8 =2. T sat 1=31.15 67490.73645 V g 7 =2.49409 2 313.6633 Vg (m3/kg) 30.65 77415.93646 3 336. indicando en la gráfica ¿A qué zona corresponden los valores de la curva experimental? .400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Zona liquido-vapor 9..Traza la gráfica Pabs-sat vs Vg Dibuja junto a esta grafica el diagrama P-V teórico del agua. 9994 Z e 5=0.Calcula el factor de compresibilidad “Z” a partir de los datos de presión absoluta calculada y de las temperaturas de ebullición experimental Z experimental = P|−sat|∗V g∗M R∗T exp Z e 1=1.9996 Z e 7=0.7184 Temperatura de tablas Ttablas (°C) 31.6665 36.0032 Z e 6=0.9857 Z e 8=0.0097 Z e 2=0..9901 Z e 4 =0.0233 23.9855 Z e 3=1.93646 .5133 Volumen especifico Vg (m3/kg) 30.9973 11.90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Pertenece a la zona de liquido-vapor Z experimental 10.49409 5955..Calcula el factor de compresibilidad a partir de datos bibliográficos de presión y volumen especifico. Presión de saturación Pabs-sat (Pa) 4651. 1101 4.99733 0.98559 1.98575 1.99912 0.987 2.00802 0.0080 Z biblio 5=0.99943 0.15424 Z biblio = P|−sat|∗V g∗M R∗T tablas Z biblio 4 =0.00972 0.23158.205 %ErrorZ exp 7=0.205 0.99827 1.031 1.1607 6.4328 77415.97789 0. %ErrorZ exp= Z biblio −Z exp x 100 Z biblio %ErrorZ exp 1=0.5242 2.9206 2.101 0.876 %ErrorZ exp 8=0 Tabla de resultados: Evento Z experimental Z Biblio %E rror Z 1 2 3 4 5 6 7 1.66592 67490.8646 97.876 exp .0043 0.4279 94.99965 0.9901 12.9780 Z biblio 3=1.45708 68152.592 63.9982 Z biblio 6=0.0997 75.168 %ErrorZ exp 2=1.0043 Z biblio 7=0.27 0.27 %ErrorZ exp 3=0..3569 91.987 %ErrorZ exp 6=2.168 1.97808 0.9778 Z biblio 2=0.1925 2.97719 0.6125 2.73645 38774.14493 61800.9991 Z biblio 1=1.031 %ErrorZ exp 5=1.101 %ErrorZ exp 4=0.7538 93.9771 Z biblio 8=0.00329 0.Obtenga el porciento de error de “ Z exp ” obtenida por datos experimentales con respecto a la “ Z biblio ” de datos bibliográficos. 99017 0. Justifica tu respuesta. Entre mayor sea la presión menor va a ser la temperatura de ebullición 2..8 0.¿Para qué valor de “Z” y en qué condiciones se tiene un gas ideal? El valor “Z” debe ser cercano o igual a 0 para poder decir que se comporta como un gas ideal necesitamos además una presión baja. ¿El vapor de agua que se utiliza en la experimentación se comportó como gas ideal o como gas no ideal (real)?.99017 0 Cuestionario 1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXRACTIVAS LABORATORIO DE TERMODINÁMICA SUSTANCIAS PURAS .-De acuerdo a los valores obtenidos de factor de comprensibilidad “Z”. Se comportó como gas ideal ya que el factor “Z” es muy cercano al 0 en todos los casos de observación. 3.-Explica la relación que hay entre la presión de vacío y la temperatura experimental. el estudiante calculara valores del factor de compresibilidad Tabla de datos experimentales: Evento Temperatura de ebullición teb (°C) ∆ H vacio (cm) Temperatura ambiente (°C) .PRACTICA # 10 Factor de compresibilidad “Z” por correlaciones GRUPO: 2IV20 EQUIPO: 1 INTEGRANTES: NOMBRE ALUMNO Ambriz López Mónica Alondra Chávez Cortes Octavio Blas Gallegos Aguilar Jonathan Hernández Robles Ángel Abel Lara Santos Nanci Pérez Santillán Laura Patricia Quintanar Román Rosymar Vanessa Suarez Corona Larisa Ramírez Reyes Itzel Pamela PROFESORA: ESTHER TORRES SANTILLAN FECHA:____________________________ CALIFICACION:________________ OBSERVACIONES:______________________________________________________________ Objetivos: A partir de los datos experimentales y por medio de las correlaciones de la ecuación viral truncada en el segundo miembro. 4544 647.5633 Tc 647.3 K Tr 6= 559.5 0.65 K =0.15 K =0.537 8 647.3 K Tr 7= 564.3 K Tr 3= 336. Pr= Tabs sat Pc .5 55 54 41 29.15 K =0.483 7 647.585 m Hg Tc= Temperatura Critica = __647.554 8 647.3 K Tr 8= 364.3 K Tr 4= 348..55__ bar ω = Factor acéntrico de Pitzer = __0.13__ K Pc= Presión Critica = __220.345__ Cálculos: 1.3 2.3 K Tr 2= 313.15 K =0.65 K =0.15 K =0.3 K Tr 5= 357.7 0 26°C hbarom (m Hg) .5625 647.Calcula la temperatura reducida Tr Tr= Teb Tc Tr 1= 294.5 75 84.15 K =0.5200 8 647..65 K =0.5525 647.1 2 3 4 5 31 40 63.2 11.8 6 7 8 86 91 91.Calcula la presión reducida Pr.3 7. 425 1 ¯ 93.5378 B 12=0.9 ¯¿=0.9 ¯ ¿ =0.6 0.422 =−1.139− 0.285 9 ¯ 63.2 Tr .083− 0.163 0 ¯ 36.139− 0.083− 0.9 ¯ ¿ =0.2 0.6 B 07=0.083− 0.5836 4.441 4 ¯ 97.9 ¯ ¿ =0.6 B 01=0.172 =−4.4544 B 04=0.9763 0.9740 0.6 0.422 =−1.4837 B 05=0.4544 1.9 ¯ ¿ =0.0233 ¿ ¿ Pr 2=¿ 220.5525 B 13 =0.6 0.0000 1.083− 0.5633 1.414 7 ¯ 91.5403 4.4918 4.Calcula la relación del segundo coeficiente virial para cada evento B 0=0.5378 0.9 ¯¿=0.5133 ¿ ¿ Pr 1=¿ 220.172 =−2.6 0.083− B 02=0.52008 B 11 =0.220.1101 ¿¿ Pr 4=¿ 220.083− 0.422 Tr 1.6 0.422 =−1.422 =−1.1181 1.2655 1.083− 0.0073 1.426 4 ¯ 94.5548 B 14=0.083− 0.083− 0.1877 4.422 =−0.139− B 03=0.52008 B 06=0..1607 ¿¿ Pr 3=¿ 220.4837 B 1=0.5247 ¿¿ Pr 8=¿ 3.172 =¿ -2.2 0.3400 1 ¯ 75.172 =−3.0552 1.6125 ¿ ¿ Pr 5=¿ 220.9 ¯ ¿ =0.2 0.6 0.6 B 08=0.9256 ¿ ¿ Pr 6=¿ 220.1925 ¿¿ Pr 7=¿ 220.9 ¯¿=0.422 =−0.2 0.4076 0.422 =−1.139− 0.5625 1.422 =−1.142 6 ¯ 31.172 4.139− 0. 2 B 8=0.5836 -3.2655+ ( 0.139− =B +ω B ( BPc Rtc ) 0 1 1 0.7876)=-1.5403 ¿ =-1.7876 0.3442 ) ( BPc Rtc ) (-1..139− 1 B 6=0.172 =¿ -2.2 0.9740+ ( 0.9028 ¿ =-1.5548 4.1877 B Pc /R Tc -2.4076 -1.2 1 −4.0997 B 0 -1.3442 ) ¿ ( BPc Rtc ) 2 =−1.5625 4.5916 8 =−0.9853 -2.8083 5 =−1.3442 ) ( BPc Rtc ) (-2.4076+ ( 0.172 =¿ -1.7184 5955.2655 -1.0073+ ( 0.5633 4.5854 )=-2.4918 ¿ =-2.6549 7 =−0.2 B 7 =0.7765 ¿ =-1.0552+ ( 0.4674 1.5836 1 =−1.3442 ) ( BPc Rtc ) (-2.8083 .1877)=-1.4918 -2.172 =−1.6665 23158.9390 0.9763+ ( 0.1181 -1.3442 ) ( BPc Rtc ) ( −1.1181+ ( 0.3442) ( BPc Rtc ) ( −1.5403 -2.3442 ) ( BPc Rtc ) ( −2.6747 6 =−1.0552 B 1 -4.4674 3 =−1.9925 4 =−1.172 =−1.1 B 5 =0.9853 4.3442 ) ( BPc Rtc ) ( −3.7765 0.Completa la siguiente tabla Evento 1 2 3 4 P|−sat| 4651.139− 0.139− 1 0.9925 -1.9390)=-1.5525 4.9028 0.0000+ ( 0.592 38774. 34001856 0.206391335 ( Bpc RTc ) 0.563340028 Evento Tr Pr Z Correl 1 2 3 4 5 0.425195111 =−0.257032973 .268261679 ( Bpc RTc ) 0.520083423 Zcorrel 4=1+ 0.257032973 ( Bpc RTc ) 0.095419349 -0.483778773 Zcorrel 3=1+ 0.3569 67490.9390 -1.14319021 -0.562567588 Zcorrel 8=1+ 0.5854 5.0000 -0.2859244 =−0.552525877 0.8646 -1.142658669 =0..7765 -1.554843195 Zcorrel 7=1+ 0.163075147 =0.6747 -1.9740 -2.0073 -1.2859244 0.34001856 =−0.242543179 ( Bpc ) RTc 0.5 6 7 8 61800.062815177 ( Bpc ) RTc 0.142658669 0.537849529 Zcorrel 5=1+ 0.Determina el factor de compresibilidad de correlación “ Z Correl ” Zcorrel=1+ Pr ( Bpc ) RTc Tr 0.537849529 0.44148574 =−0.7538 68152.168243996 -0.14319021 ( Bpc RTc ) 0.552525877 Zcorrel 6=1+ 0.163075147 0.414723857 0.095419349 ( Bpc RTc ) 0.062815177 0.7876 -1.454426078 0.168243996 ( Bpc ) RTc 0.483778773 0.520083423 0.4279 77415.9763 -0.9028 -1.454426078 Zcorrel 1=1+ Zcorrel 2=1+ 0.42640335 =−0.6549 -1.5916 -1.414723857 =−0. Obtenga el porciento de error de “ Z correl ” obtenida por datos experimentales con respecto a la “ Z biblio ” de datos bibliográficos.66592 67490.4279 94.8646 97.7022 7.14493 61800.0362 %ErrorZ correl 5=106.425195111 0.3554 %ErrorZ correl 3=101.6325 Z biblio 1=9.5133 Volumen especifico Vg (m3/kg) 30.0177 %ErrorZ correl 4 =103.4328 77415.7184 Temperatura de tablas Ttablas (°C) 31.6125 2.8935 Z biblio 2=8.6665 36.45708 68152.8226 Z biblio 3=5. %ErrorZ correl= Z biblio −Z correl x 100 Z biblio %ErrorZ correl 2=98.268261679 -0.6 7 8 0.206391335 -0.3569 91.1607 6..8109 Z biblio 8=3.42640335 0.1925 2.Calcula el factor de compresibilidad a partir de datos bibliográficos (tablas termodinámicas) de Presión y Volumen especifico.93646 23158.44148574 -0.0233 23.0909 %ErrorZ correl 7=105.554843195 0.15424 Z biblio = P|−sat|∗V g∗M R∗T tablas Z biblio 4 =4.563340028 0.4158 .1101 4.5677 Z biblio 6=3.242543179 6.592 63.0997 75.5242 2.9206 2.73645 38774.3475 Z biblio 7=3.7453 Z biblio 5=3.49409 5955.7843 %ErrorZ correl 6=107.562567588 0.7538 93.7240 %ErrorZ correl 1=99. Presión de saturación Pabs-sat (Pa) 4651.. . fáciles y concisos 4.Señala las ventajas y desventajas de la aplicación del método de obtención de “ Z correl ” y la “ Z exp ” En “ Z exp ” es un proceso mucho más laborioso ya que hay que realizar interpolaciones y conversiones.8935 106.062815177 9. El método de “ Z correl ” .5513 Cuestionario 1.7022 106.7240 6 −0.3475 101.Específica cuál de los métodos resulto más adecuado para la obtención del factor de comprensibilidad “Z” considerando como referencia al bibliográfico.168243996 8.206391335 3.095419349 5..0362 3 −0.5677 98. 3.6325 103.De acuerdo a los valores obtenidos de factor de comprensibilidad “ Z correl ”. Z exp tiene valores mucho más altos que la cerca al 0 y el valor Z correl Z correl ya que estos rondan es mucho más preciso 2.4158 8 −0.%ErrorZ correl 8=106.242543179 3.551 Tabla de resultados Z correl Evento Z biblio %EZ correl 1 0.8109 105..8226 107.0177 7 −0.¿Hay congruencia entre los resultados de la “ Z exp ” de la practica 9 y los resultados de la “ Z correl ” de la practica 10? No.7843 4 −0.14319021 4..0909 5 −0.257032973 3.7453 99. mientras que en “ Z correl ” los cálculos son mas rápidos.3554 2 0.268261679 3. ¿El vapor de agua que se utiliza en la experimentación se comporto como gas ideal o como gas no ideal (real)? Se comportó como gas ideal a presión baja. ..¿Se cumplieron los objetivos de esta práctica? ¿Por qué lo consideras así? Si por que se llegó a comprender como la presión está relacionada con la temperatura y pudimos especificar si nuestro gas es real o ideal.5.