Factor acéntrico

Medida de la no esfericidad de las moléculas.

El factor acéntrico ω es un número conceptual introducido por Kenneth Pitzer en 1955, que ha demostrado ser útil en la descripción de fluidos . ^[1] Se ha convertido en un estándar para la caracterización de fases de componentes simples y puros, junto con otros parámetros de descripción de estados como el peso molecular , la temperatura crítica , la presión crítica y el volumen crítico (o compresibilidad crítica). También se dice que el factor acéntrico es una medida de la no esfericidad (centricidad) de las moléculas. ^[2]

Pitzer definió ω a partir de la relación

${\displaystyle \omega =-\log _{10}(p_{\text{r}}^{\text{sat}})-1{\text{ at }}T_{\text{r}}=0.7,}$

donde es la presión de vapor de saturación reducida , y es la temperatura reducida . ^[3] ${\displaystyle p_{\text{r}}^{\text{sat}}=p^{\text{sat}}/p_{c}}$ ${\displaystyle T_{\text{r}}=T/T_{c}}$

Pitzer desarrolló este factor estudiando las curvas de presión de vapor de varias sustancias puras. Termodinámicamente, la curva de presión de vapor de los componentes puros se puede describir matemáticamente utilizando la ecuación de Clausius-Clapeyron .

La forma integrada de la ecuación se utiliza principalmente para obtener datos de presión de vapor de forma matemática. Esta versión integrada muestra que la relación entre el logaritmo de la presión de vapor y el recíproco de la temperatura absoluta es aproximadamente lineal. ^[1]

En el caso de una serie de fluidos, a medida que aumenta el factor acéntrico, la curva de vapor se "tira" hacia abajo, lo que da lugar a puntos de ebullición más altos . En el caso de muchos fluidos monoatómicos, lo que conduce a . En muchos casos, se encuentra por encima de la temperatura de ebullición de los líquidos a presión atmosférica. ${\displaystyle p_{\text{r}}^{\text{sat}}\approx 0.1}$ ${\displaystyle T_{\text{r}}=0.7,}$ ${\displaystyle \omega \to 0}$ ${\displaystyle T_{\text{r}}=0.7}$

Los valores de ω se pueden determinar para cualquier fluido a partir de datos experimentales precisos de presión de vapor. La definición de ω proporciona valores cercanos a cero para los gases nobles argón , criptón y xenón . También es muy cercano a cero para moléculas que son casi esféricas. ^[2] Los valores de ω ≤ −1 corresponden a presiones de vapor superiores a la presión crítica y no son físicos. ${\displaystyle \omega }$

El factor acéntrico se puede predecir analíticamente a partir de algunas ecuaciones de estado . Por ejemplo, se puede demostrar fácilmente a partir de la definición anterior que un fluido de van der Waals tiene un factor acéntrico de aproximadamente -0,302024, que si se aplicara a un sistema real indicaría una molécula pequeña y ultraesférica. ^[4]

Valores de algunos gases comunes

Véase también

• Ecuación de estado
• Presión reducida
• Temperatura reducida

Referencias

1. Adewumi, Michael. "Factor acéntrico y estados correspondientes". Universidad Estatal de Pensilvania . Consultado el 6 de noviembre de 2013 .
2. Saville, G. (2006). "FACTOR ACENTRICO". Guía de la A a la Z sobre termodinámica, transferencia de calor y masa e ingeniería de fluidos . doi :10.1615/AtoZ.a.acentric_factor.
3. "Calculadora de factor acéntrico". www.calculatoratoz.com . Consultado el 17 de mayo de 2024 .
4. Shamsundar, N.; Lienhard, JH (diciembre de 1983). "Saturación y propiedades metaestables del fluido de van der Waals". Revista Canadiense de Ingeniería Química . 61 (6): 876–880. doi :10.1002/cjce.5450610617 . Consultado el 10 de agosto de 2022 .
5. Yaws, Carl L. (2001). Libro de datos de gas de Matheson . McGraw-Hill.
6. Reid, RC; Prausnitz, JM; Poling, BE (1987). Las propiedades de los gases y los líquidos (4.ª ed.). McGraw-Hill. ISBN 0070517991.